เซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาท

หลักฐานการทดลองเกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการสร้างเซลล์ CNS ใหม่นั้นได้มาเร็วกว่าการค้นพบเซลล์ต้นกำเนิดของตัวอ่อนในงานวิจัยที่แสดงให้เห็นถึงการมีอยู่ของเซลล์ในนีโอคอร์เทกซ์ ฮิปโปแคมปัส และหลอดรับกลิ่นของสมองของหนูโตเต็มวัยที่จับกับ 3H-thymidine ซึ่งก็คือเซลล์เหล่านี้สามารถสังเคราะห์และแบ่งตัวของโปรตีนได้ ย้อนกลับไปในช่วงทศวรรษที่ 60 ของศตวรรษที่แล้ว มีการสันนิษฐานว่าเซลล์เหล่านี้เป็นสารตั้งต้นของเซลล์ประสาทและมีส่วนเกี่ยวข้องโดยตรงในกระบวนการเรียนรู้และความจำ หลังจากนั้นไม่นาน ได้มีการเปิดเผยการมีอยู่ของไซแนปส์บนเซลล์ประสาทที่เกิดขึ้นใหม่ และงานวิจัยชิ้นแรกเกี่ยวกับการใช้เซลล์ต้นกำเนิดของตัวอ่อนเพื่อจุดประสงค์ในการเหนี่ยวนำการสร้างเซลล์ประสาทในหลอดทดลองก็ปรากฏขึ้น ในช่วงปลายศตวรรษที่ 20 การทดลองกับการแยกตัวของเซลล์ต้นกำเนิดของตัวอ่อนแบบกำหนดเป้าหมายเป็นเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาท เซลล์ประสาทโดพามิเนอร์จิกและเซโรโทนินเนอร์จิกได้นำไปสู่การปรับปรุงแนวคิดคลาสสิกเกี่ยวกับความสามารถในการสร้างเซลล์ประสาทของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ผลลัพธ์จากการศึกษามากมายได้พิสูจน์ให้เห็นอย่างชัดแจ้งถึงความเป็นจริงของการปรับโครงสร้างของเครือข่ายประสาทและการมีอยู่ของการเกิดเซลล์ประสาทตลอดช่วงชีวิตหลังคลอดของสิ่งมีชีวิตเลี้ยงลูกด้วยนม

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

แหล่งที่มาของเซลล์ต้นกำเนิดประสาท

เซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทของมนุษย์ถูกแยกออกในระหว่างการผ่าตัดที่บริเวณใต้โพรงของโพรงสมองด้านข้างและเดนเทตไจรัสของฮิปโปแคมปัส ซึ่งเซลล์ของฮิปโปแคมปัสจะก่อตัวเป็นนิวโรสเฟียร์ (ทรงกลมของระบบประสาท) ในการเพาะเลี้ยง และหลังจากการแพร่กระจายและการสร้างล่วงหน้าของฮิปโปแคมปัสแล้ว เซลล์ประเภทหลักทั้งหมดของระบบประสาทส่วนกลาง หรือไมโครสเฟียร์ชนิดใหม่ในตัวกลางพิเศษ ในวัฒนธรรมแขวนลอยของเนื้อเยื่อที่แยกตัวออกจากบริเวณรอบโพรงสมองของสมองตัวอ่อน นิวโรสเฟียร์ก็เกิดขึ้นเช่นกัน

เครื่องหมายของเซลล์สมองที่ยังไม่เจริญเต็มที่ ได้แก่ เนสติน เบตา-ทูบูลิน III (เครื่องหมายของสายเซลล์ประสาท) ไวเมนติน จีเอฟเอพี และเอ็นแคม ซึ่งระบุได้ทางภูมิคุ้มกันเซลล์โดยใช้แอนติบอดีโมโนโคลนัล เนสติน (โปรตีนนิวโรฟิลาเมนต์ระดับกลางชนิดที่ 4) แสดงออกโดยเซลล์นิวโรเอ็กโตเดิร์มที่มีศักยภาพหลายแบบ โปรตีนนี้ใช้ในการระบุและแยกเซลล์ต้นกำเนิดของนิวโรเอพิเทเลียมที่มีศักยภาพหลายแบบจากระบบประสาทส่วนกลางโดยใช้แอนติบอดีโมโนโคลนัล Rat-401 ซึ่งสามารถตรวจจับเซลล์ท่อประสาทได้มากถึง 95% ในเอ็มบริโอของหนูในวันที่ 11 ของการตั้งครรภ์ เนสตินไม่ได้แสดงออกบนลูกหลานของเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทที่แยกความแตกต่างแล้ว แต่มีอยู่ในเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทในระยะเริ่มต้น เซลล์ประสาทหลังไมโทซิส และเซลล์ประสาทในระยะเริ่มต้น เครื่องหมายนี้ใช้ในการระบุเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทในระยะเริ่มต้นและพิสูจน์การมีอยู่ของเซลล์ต้นกำเนิดในระบบประสาทส่วนกลาง ไวเมนติน (โปรตีนนิวโรฟิลาเมนต์ระดับกลางชนิด III) แสดงออกโดยเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทและเซลล์เกลีย รวมถึงเซลล์ประสาท ไฟโบรบลาสต์ และเซลล์กล้ามเนื้อเรียบ ดังนั้น เครื่องหมายทางภูมิคุ้มกันเซลล์ทั้งสองชนิดจึงขาดความจำเพาะที่จำเป็นในการระบุเซลล์ต้นกำเนิดและเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทแยกจากกัน เบตาทูบูลิน III กำหนดทิศทางของการแยกตัวของเซลล์ต้นกำเนิดในระบบประสาท ในขณะที่แอสโตรไซต์ชนิด I ระบุได้โดยการแสดงออกของ GFAP และโอลิโกเดนโดรไซต์แสดงออกกาแล็กโตซีเรโบรไซด์ (Ga!C) โดยเฉพาะ

FGF2 และ EGF ทำหน้าที่เป็นไมโตเจนสำหรับเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาท โดยสนับสนุนการแบ่งตัวของเซลล์ต้นกำเนิดที่ไม่แยกความแตกต่างในวัฒนธรรมด้วยการก่อตัวของนิวโรสเฟียร์ อัตราการแบ่งตัวของเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญภายใต้อิทธิพลของ FGF2 เช่นเดียวกับการใช้ FGF2 ร่วมกับ EGF ผลการแบ่งตัวของ FGF2 เกิดขึ้นโดยตัวรับ FGF2-R1 เฮปารินเพิ่มความสัมพันธ์ของการจับกับตัวรับ FGF2 และเพิ่มผลไมโตเจนต่อเซลล์เยื่อบุผิวประสาทอย่างมาก ในระยะเริ่มต้นของการสร้างตัวอ่อน ตัวรับ FGF2 จะแสดงออกในโทรสมองของหนู ในขณะที่ในระยะต่อมา ตำแหน่งจะจำกัดอยู่ที่โซนโพรงหัวใจ จุดสูงสุดของการแสดงออกของ FGF2-R1 โดยเซลล์หลังไมโทซิสสังเกตได้เมื่อช่วงการสร้างเซลล์ประสาทช่วงแรกสิ้นสุดลง ระยะเริ่มต้นของการพัฒนาโทรสมองมีลักษณะเฉพาะคือมีการแสดงออกของตัวรับ EGF ในระดับต่ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเซลล์ของบริเวณท้อง ในระยะต่อมาของการสร้างตัวอ่อน การแสดงออกของ EGF-R จะเพิ่มขึ้นในทิศทางหลัง ในสมองของสัตว์ฟันแทะ EGF มีความสัมพันธ์สูงกับตัวรับบีตาของทรานส์ฟอร์มิงโกรทแฟกเตอร์ (TGF-beta-R) ซึ่งจะจับกับตัวรับโดยเฉพาะ หลักฐานทางอ้อมสำหรับบทบาทการทำงานของ EGF-R นั้นมีอยู่ในข้อมูลเกี่ยวกับความผิดปกติของคอร์เทกซ์ของสมองส่วนหน้าที่เกิดขึ้นในช่วงปลายของการสร้างตัวอ่อนและการเกิดหลังคลอด การทำงานของสมองส่วนหน้าลดลง การตายของเซลล์คอร์เทกซ์ และภาวะฮิปโปแคมปัสผิดปกติในหนูที่น็อกเอาต์ยีนตัวรับ EGF นอกจากนี้ การมี TGF-a ในสารอาหารมีความจำเป็นอย่างยิ่งต่อการสร้างนิวโรสเฟียร์ ภายหลังการกำจัดปัจจัยการเจริญเติบโตออกจากอาหารเลี้ยงเชื้อที่มีเงื่อนไข เซลล์จะหยุดแบ่งตัวและเข้าสู่กระบวนการแยกความแตกต่างโดยธรรมชาติด้วยการก่อตัวของเซลล์ประสาท เซลล์รูปดาว และโอลิโกเดนโดรบลาสต์

เมื่อพิจารณาถึงเรื่องนี้ การรวมตัวใหม่ของเซลล์ต้นกำเนิดที่แยกตัวและการเพาะเลี้ยงเซลล์ประสาทจะดำเนินการในอาหารเลี้ยงเชื้อที่มี EGF และ FGF ที่เป็นเบสิกหรือ FGF2 แต่ไม่มีการเติมซีรั่ม มีการแสดงให้เห็นว่า EGF กระตุ้นให้เกิดการแบ่งตัวของเซลล์ต้นกำเนิดในโซนใต้เยื่อบุหลอดเลือดของโพรงสมองด้านข้าง และ FGF ที่เป็นเบสิกจะส่งเสริมการแบ่งตัวของเซลล์ต้นกำเนิดในสไตรเอตัม ฮิปโปแคมปัส นีโอคอร์เทกซ์ และเส้นประสาทตาของสมองที่โตเต็มที่ การรวมกันของ EGF และ FGF ที่เป็นเบสิกมีความจำเป็นอย่างยิ่งต่อการแบ่งตัวของเซลล์ต้นกำเนิดที่แยกจากเยื่อบุหลอดเลือดของโพรงสมองที่สามและที่สี่ของสมองส่วนหน้า ตลอดจนจากช่องไขสันหลังของทรวงอกและไขสันหลังส่วนเอว

หลังจากแยกตัวแล้ว เซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทที่แขวนลอยจะถูกเพาะเลี้ยงในจานพลาสติกหรือจานที่มีหลายหลุมโดยไม่มีสารตั้งต้นที่ยึดติดเพื่อเพิ่มขนาดของเซลล์ประสาทใหม่ที่เกิดขึ้น ซึ่งโดยปกติจะใช้เวลาประมาณ 3 สัปดาห์ วิธีการกระจายและการสร้างเซลล์ประสาทหลายเซลล์แบบหลายหลุมช่วยให้ได้เซลล์ต้นกำเนิดที่มีศักยภาพหลายแบบในจำนวนที่เพียงพอสำหรับการปลูกถ่ายในสมอง หลักการนี้ยังเป็นพื้นฐานในการสร้างธนาคารเซลล์ต้นกำเนิดที่แยกจากสมองของตัวอ่อนมนุษย์ การโคลนในระยะยาว (หลายปี) ทำให้สามารถได้เซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทที่เสถียร ซึ่งเซลล์ประสาทคาเทโคลามิเนอร์จิกจะก่อตัวขึ้นระหว่างการแยกตัวที่เหนี่ยวนำ

หากเซลล์ประสาทไม่กระจายและเติบโตบนพื้นผิวที่ยึดเกาะในสื่อที่ขาดปัจจัยการเจริญเติบโต เซลล์ต้นกำเนิดที่ขยายตัวจะเริ่มแยกตัวตามธรรมชาติเพื่อสร้างเซลล์ตั้งต้นของเซลล์ประสาทและเซลล์เกลียที่แสดงเครื่องหมายของเซลล์ประสาททุกประเภท: MAP2, Tau-1, NSE, NeuN, beta-tubulin III (เซลล์ประสาท), GFAP (เซลล์แอสโตรไซต์) และ CalC, 04 (เซลล์โอลิโกเดนโดรไซต์) ต่างจากเซลล์ของหนูและหนูตะเภา เซลล์ประสาทคิดเป็นมากกว่า 40% ของเซลล์ที่แยกตัวได้ทั้งหมดในวัฒนธรรมเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทของมนุษย์ (จาก 1 ถึง 5% ในสัตว์ฟันแทะ) แต่เซลล์โอลิโกเดนโดรไซต์จะก่อตัวน้อยกว่ามาก ซึ่งถือเป็นเรื่องสำคัญมากจากมุมมองของการบำบัดด้วยเซลล์สำหรับโรคที่ทำลายไมอีลิน ปัญหาจะได้รับการแก้ไขโดยการเติมอาหารเลี้ยงเชื้อ B104 ซึ่งจะกระตุ้นการสร้างเซลล์ที่สร้างไมอีลิน

เมื่อเพาะเลี้ยงเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทจากสมองของตัวอ่อนมนุษย์ในอาหารเลี้ยงเชื้อที่มี EGF, FGF ที่เป็นเบส และ LIF จำนวนเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทจะเพิ่มขึ้น 10 ล้านเท่า เซลล์ที่ขยายตัวในหลอดทดลองยังคงสามารถเคลื่อนที่และแยกความแตกต่างเป็นองค์ประกอบของระบบประสาทและเซลล์เกลียได้หลังจากการปลูกถ่ายเข้าไปในสมองของหนูโตเต็มวัย อย่างไรก็ตาม ในร่างกาย จำนวนการแบ่งตัวของเซลล์ต้นกำเนิดที่มีศักยภาพหลายอย่างนั้นมีจำกัด มีการสังเกตซ้ำแล้วซ้ำเล่าว่าขีดจำกัดของเฮย์ฟลิกสำหรับเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาท "ผู้ใหญ่" (ประมาณ 50 ไมโทซิส) ยังคงไม่สามารถทำได้แม้ในการทดลอง - เซลล์ในรูปแบบของนิวโรสเฟียร์จะคงคุณสมบัติไว้ได้เพียง 7 เดือนและหลังจากผ่าน 8 ครั้งเท่านั้น เชื่อกันว่านี่เป็นเพราะลักษณะเฉพาะของวิธีการกระจายตัวระหว่างการผ่าน (การย่อยด้วยทริปซินหรือการกระทำทางกล) ซึ่งลดกิจกรรมการแพร่พันธุ์ของเซลล์ลงอย่างมากเนื่องจากการติดต่อระหว่างเซลล์ถูกขัดขวาง อันที่จริง หากใช้วิธีแบ่งนิวโรสเฟียร์ออกเป็น 4 ส่วนแทนการกระจายตัว ความสามารถในการมีชีวิตของเซลล์ระหว่างการผ่านเซลล์จะเพิ่มขึ้นอย่างมาก วิธีนี้ช่วยให้สามารถเพาะเลี้ยงเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทของมนุษย์ได้เป็นเวลา 300 วัน อย่างไรก็ตาม หลังจากช่วงเวลาดังกล่าว เซลล์จะสูญเสียกิจกรรมไมโทซิสและเสื่อมสลายหรือเข้าสู่ระยะการแบ่งตัวโดยธรรมชาติพร้อมกับการสร้างเซลล์ประสาทและเซลล์รูปดาว จากเหตุผลนี้ ผู้เขียนเชื่อว่าการแบ่งตัวไมโทซิส 30 ครั้งเป็นจำนวนสูงสุดของเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทที่เพาะเลี้ยง

เมื่อเพาะเลี้ยงเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทในมนุษย์ในหลอดทดลอง เซลล์ประสาทที่กระตุ้นด้วย GABA จะถูกสร้างขึ้นเป็นส่วนใหญ่ หากไม่มีเงื่อนไขพิเศษ เซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทจะสร้างเซลล์ประสาทที่กระตุ้นด้วยโดปามีน (ซึ่งจำเป็นต่อการบำบัดโรคพาร์กินสันด้วยเซลล์) เฉพาะในช่วงแรกเท่านั้น หลังจากนั้น เซลล์ประสาททั้งหมดในวัฒนธรรมจะประกอบด้วยเซลล์ที่กระตุ้นด้วย GABA เท่านั้น ในสัตว์ฟันแทะ IL-1 และ IL-11 รวมถึงเศษของเยื่อหุ้มเซลล์ประสาท LIF และ GDNF ทำให้เกิดเซลล์ประสาทที่กระตุ้นด้วยโดปามีนในหลอดทดลอง อย่างไรก็ตาม แนวทางเชิงวิธีการนี้พิสูจน์แล้วว่าไม่ประสบผลสำเร็จในมนุษย์ อย่างไรก็ตาม เมื่อมีการปลูกถ่ายเซลล์ประสาทที่กระตุ้นด้วย GABA เข้าไปในสมองในร่างกาย ภายใต้อิทธิพลของปัจจัยไมโครเอนไวรอนเมนต์ เซลล์ประสาทที่มีฟีโนไทป์ตัวกลางที่แตกต่างกันจะเกิดขึ้น

การค้นหาการรวมกันของปัจจัยบำรุงประสาทพบว่า FGF2 และ IL-1 กระตุ้นการสร้างเซลล์ประสาทโดปามีน ซึ่งอย่างไรก็ตามไม่สามารถผลิตเซลล์ประสาทโดปามีนได้ การแบ่งตัวของเซลล์ต้นกำเนิดของฮิปโปแคมปัสเป็นเซลล์ประสาท GABA-ergic ที่กระตุ้นและยับยั้งเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของนิวโรโทรฟิน และ EGF และ IGF1 กระตุ้นการสร้างเซลล์ประสาท GABA-ergic จากเซลล์ต้นกำเนิดของเอ็มบริโอของมนุษย์ การเติมกรดเรตินอยด์และนิวโรโทรฟิน 3 (NT3) ลงในวัฒนธรรมอย่างต่อเนื่องช่วยเพิ่มการแบ่งตัวของเซลล์ต้นกำเนิดของฮิปโปแคมปัสของสมองที่โตเต็มที่เป็นเซลล์ประสาทที่มีลักษณะตัวกลางต่างๆ อย่างมีนัยสำคัญ ในขณะที่การรวมกันของปัจจัยบำรุงประสาทที่ได้จากสมอง (BNDF), NT3 และ GDNF สามารถสร้างเซลล์ประสาทพีระมิดในวัฒนธรรมของฮิปโปแคมปัสและนีโอคอร์เทกซ์ได้

ดังนั้น ผลการศึกษาจำนวนมากจึงบ่งชี้ว่า ประการแรก เซลล์ต้นกำเนิดจากโครงสร้างสมองที่แตกต่างกันภายใต้อิทธิพลของปัจจัยเนื้อเยื่อเฉพาะที่ในท้องถิ่นสามารถแยกความแตกต่างในร่างกายเป็นลักษณะทางประสาทที่เกิดขึ้นจากโครงสร้างเหล่านี้ ประการที่สอง การแยกความแตกต่างที่เหนี่ยวนำโดยกำหนดเป้าหมายของเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทในหลอดทดลองโดยใช้การโคลนเซลล์ต้นกำเนิดทำให้สามารถได้รับเซลล์ประสาทและเซลล์เกลียที่มีลักษณะทางประสาทเฉพาะสำหรับการปลูกถ่ายในสมองสำหรับโรคทางสมองรูปแบบต่างๆ

ไม่ต้องสงสัยเลยว่าเซลล์ต้นกำเนิดพหุศักยภาพที่แยกได้จากตัวอ่อนหรือระบบประสาทส่วนกลางของผู้ใหญ่สามารถถือเป็นแหล่งของเซลล์ประสาทใหม่และใช้ในการรักษาพยาธิวิทยาทางระบบประสาทในคลินิกได้ อย่างไรก็ตาม อุปสรรคหลักในการพัฒนาการปลูกถ่ายเซลล์ประสาทในทางปฏิบัติคือความจริงที่ว่าเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทส่วนใหญ่ไม่แยกความแตกต่างเป็นเซลล์ประสาทหลังจากปลูกถ่ายเข้าไปในโซนที่ไม่ก่อให้เกิดเซลล์ประสาทของระบบประสาทส่วนกลางของผู้ใหญ่ เพื่อหลีกเลี่ยงอุปสรรคนี้ จึงได้เสนอวิธีการสร้างสรรค์ที่แปลกใหม่มาก ซึ่งช่วยให้สามารถรับเซลล์ประสาทบริสุทธิ์จากเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทของทารกในครรภ์ในหลอดทดลองได้หลังจากปลูกถ่ายเข้าไปในระบบประสาทส่วนกลางของหนูโตเต็มวัย ผู้เขียนพิสูจน์ว่าการแยกความแตกต่างของเซลล์ที่ปลูกถ่ายด้วยวิธีนี้สิ้นสุดลงด้วยการสร้างเซลล์ประสาทที่มีฟีโนไทป์โคลีเนอร์จิก ซึ่งเกิดจากอิทธิพลของปัจจัยต่างๆ ในสภาพแวดล้อมจุลภาคโดยรอบ เทคโนโลยีที่เสนอนี้มีความน่าสนใจในแง่ของการพัฒนาการบำบัดด้วยเซลล์ต้นกำเนิดชนิดใหม่และการทดแทนเซลล์ประสาทที่เสียหายเนื่องจากการบาดเจ็บหรือโรคระบบประสาทเสื่อม เนื่องจากเซลล์ประสาทโคลีเนอร์จิกมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาการทำงานของระบบการเคลื่อนไหว ความจำ และการเรียนรู้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เซลล์ประสาทโคลีเนอร์จิกที่แยกได้จากเซลล์ต้นกำเนิดของมนุษย์สามารถนำมาใช้ทดแทนเซลล์ประสาทสั่งการที่สูญเสียไปจากโรคกล้ามเนื้ออ่อนแรงด้านข้างหรือการบาดเจ็บที่ไขสันหลัง ปัจจุบันยังไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับวิธีการผลิตเซลล์ประสาทโคลีเนอร์จิกจำนวนมากจากประชากรเซลล์ต้นกำเนิดที่สร้างด้วยไมโตเจนก่อน ผู้เขียนเสนอวิธีการที่ค่อนข้างเรียบง่ายแต่มีประสิทธิภาพในการกระตุ้นเซลล์ต้นกำเนิดของเอ็มบริโอมนุษย์ที่สร้างด้วยไมโตเจนก่อนให้พัฒนาเป็นเซลล์ประสาทที่แทบจะบริสุทธิ์หลังจากการฝังในโซนที่ไม่สร้างด้วยไมโตเจนและโซนที่สร้างด้วยไมโตเจนของระบบประสาทส่วนกลางของหนูโตเต็มวัย ผลลัพธ์ที่สำคัญที่สุดของงานของพวกเขาคือการแปลงเซลล์ที่ปลูกถ่ายจำนวนมากเพียงพอให้เป็นเซลล์ประสาทโคลีเนอร์จิกเมื่อฝังในเยื่อหุ้มกลางและไขสันหลัง

นอกจากนี้ สำหรับการสร้างเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทจากเปลือกสมองของตัวอ่อนมนุษย์อายุ 8 สัปดาห์เป็นเซลล์ประสาทโคลีเนอร์จิกในหลอดทดลอง เสนอให้ใช้ปัจจัยโภชนาการและองค์ประกอบทางเคมีต่อไปนี้ร่วมกันหลายรูปแบบ ได้แก่ FGF เบสแบบรีคอมบิแนนท์, EGF, LIF, เปปไทด์เสียงปลายอะมิโนของหนู (Shh-N), กรดทรานส์เรตินอยด์, NGF, BDNF, NT3, NT4, ลามินินธรรมชาติ และเฮปารินของหนู เซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทของมนุษย์รุ่นดั้งเดิม (K048) ได้รับการบำรุงรักษาในหลอดทดลองเป็นเวลาสองปีและสามารถทนต่อการผ่าน 85 ครั้งโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงในคุณสมบัติการแพร่พันธุ์และการแยกตัวในขณะที่ยังคงแคริโอไทป์ดิพลอยด์ปกติ นิวโรสเฟียร์ที่ไม่กระจัดกระจายของผ่าน 19–55 (สัปดาห์ที่ 38–52) ได้รับการเพาะเลี้ยงบนโพลี-ดี-ไลซีนและลามินิน จากนั้นจึงบำบัดด้วยปัจจัยที่กล่าวถึงข้างต้นในความเข้มข้น การรวมกัน และลำดับที่แตกต่างกัน การผสมผสานระหว่าง FGF ที่เป็นเบส เฮปาริน และลามินิน (ย่อว่า FHL) ทำให้เกิดผลที่ไม่เหมือนใคร หลังจากเพาะเลี้ยงเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทของตัวอ่อนเป็นเวลา 1 วันในอาหารเลี้ยงเชื้อ FHL ที่มีหรือไม่มี Shh-N (การผสมผสานของ Shh-N + FHL ในย่อว่า SFHL) พบว่าเซลล์ระนาบขนาดใหญ่มีการขยายตัวอย่างรวดเร็ว โปรโตคอลแบบวันเดียวอื่นๆ ทั้งหมด (เช่น FGF ที่เป็นเบส + ลามินิน) ในทางตรงกันข้าม ทำให้เซลล์รูปกระสวยกระจายในแนวรัศมีอย่างจำกัด และเซลล์เหล่านี้ไม่ได้ออกจากแกนกลางของนิวโรสเฟียร์ หลังจากการกระตุ้น 6 วันและการแบ่งตัวในเวลาต่อมา 10 วันในอาหารเลี้ยงเชื้อที่มี B27 เซลล์คล้ายนิวรอนหลายขั้วขนาดใหญ่ถูกตรวจพบที่ขอบของทรงกลมที่กระตุ้นด้วย FHL ในกลุ่มโปรโตคอลอื่นๆ เซลล์คล้ายนิวรอนส่วนใหญ่ยังคงมีขนาดเล็กและเป็นแบบสองขั้วหรือขั้วเดียว การวิเคราะห์ทางภูมิคุ้มกันเซลล์เคมีแสดงให้เห็นว่าเซลล์ไบโพลาร์หรือยูนิโพลาร์ขนาดเล็ก (< 20 ไมโครเมตร) เป็นเซลล์แบบ GABAergic หรือ glutamatergic ในขณะที่เซลล์หลายขั้วขนาดใหญ่ส่วนใหญ่ที่อยู่ที่ขอบของนิวรอนที่ถูกกระตุ้นด้วย FHL เป็นเซลล์แบบโคลีเนอร์จิก ซึ่งแสดงเครื่องหมายที่เป็นลักษณะเฉพาะของเซลล์ประสาทแบบโคลีเนอร์จิก (Islet-1 และ ChAT) เซลล์ประสาทเหล่านี้บางส่วนแสดงไซแนปซิน 1 พร้อมกัน จากผลการทดลองอิสระ 5 ชุด ผู้เขียนพบว่าประชากรเซลล์ทั้งหมดในโซนชั้นเดียวแยกความแตกต่างเป็นเซลล์ประสาท TuJ1+ ได้ 45.5% ในขณะที่เซลล์ประสาทแบบโคลีเนอร์จิก (ChAT^) ประกอบด้วยเซลล์เพียง 27.8% ของประชากรเดียวกัน หลังจาก 10 วันของการแบ่งเซลล์เพิ่มเติมในหลอดทดลอง นอกจากเซลล์ประสาทโคลีเนอร์จิกแล้ว ยังพบเซลล์ประสาทขนาดเล็กจำนวนมากในนิวรอนที่ถูกกระตุ้นด้วย FHL ได้แก่ เซลล์กลูตาเมต (6.3%) เซลล์กาบา (11.3%) รวมถึงเซลล์แอสโตรไซต์ (35.2%) และเซลล์เนสตินที่เป็นบวก (18.9%) เมื่อใช้ปัจจัยการเจริญเติบโตแบบผสมผสานอื่นๆ เซลล์ประสาทโคลีเนอร์จิกจะไม่ปรากฏ และเซลล์ขอบของนิวรอนจะก่อตัวเป็นเซลล์แอสโตรไซต์หรือเซลล์ประสาทกลูตาเมตและเซลล์ประสาทกาบาขนาดเล็ก การตรวจสอบศักย์สำรองและศักย์ที่ใช้งานโดยใช้เทคนิคแคลมป์แพตช์เซลล์ทั้งหมดแสดงให้เห็นว่าหลังจาก 7 วันของการกระตุ้น FHL เซลล์โพลีโพลาร์ขนาดใหญ่ส่วนใหญ่มีศักย์พักอยู่ที่ -29.0±2.0 mV เมื่อไม่มีศักย์การทำงาน หลังจาก 2 สัปดาห์ ศักย์พักจะเพิ่มขึ้นเป็น -636±3.0 mV และศักย์การทำงานถูกสังเกตในช่วงเวลาของการเหนี่ยวนำกระแสดีโพลาไรซ์ และถูกบล็อกโดย 1 M tetrodotoxin ซึ่งบ่งชี้ถึงกิจกรรมการทำงานของเซลล์ประสาทที่ยังไม่โตเต็มที่ที่เป็นโคลีเนอร์จิก

นอกจากนี้ ผู้เขียนยังได้พิสูจน์เพิ่มเติมว่าการเปิดใช้งาน FHL หรือ SFHL ในหลอดทดลองนั้นไม่ได้ส่งผลให้เกิดการสร้างเซลล์ประสาทที่สมบูรณ์ และพยายามพิสูจน์ว่าเซลล์ต้นกำเนิดที่สร้างก่อน FHL หรือ SFHL สามารถแยกความแตกต่างเป็นเซลล์ประสาทโคลีเนอร์จิกได้หรือไม่เมื่อปลูกถ่ายเข้าไปใน CNS ของหนูที่โตเต็มวัย เพื่อจุดประสงค์นี้ เซลล์ที่ถูกกระตุ้นจะถูกฉีดเข้าไปในโซนสร้างเซลล์ประสาท (ฮิปโปแคมปัส) และในโซนที่ไม่สร้างเซลล์ประสาทหลายแห่ง รวมถึงคอร์เทกซ์ด้านหน้า เยื่อหุ้มกลาง และไขสันหลังของหนูโตเต็มวัย เซลล์ที่ปลูกถ่ายจะถูกติดตามโดยใช้เวกเตอร์ CAO-^^p เป็นที่ทราบกันดีว่า OCP สามารถติดฉลากทั้งโครงสร้างระดับจุลภาคของเซลล์และกระบวนการของเซลล์ (ระดับโมเลกุล) โดยไม่รั่วไหล และสามารถมองเห็นได้โดยตรง นอกจากนี้ เซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทที่ติดฉลาก OCP ยังรักษาโปรไฟล์ของการแยกความแตกต่างของเซลล์ประสาทและเซลล์เกลียที่เหมือนกันกับเซลล์ต้นกำเนิดที่ไม่ถูกแปลงของสมองตัวอ่อน

หนึ่งถึงสองสัปดาห์หลังจากการฝังเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทที่กระตุ้นและติดฉลาก 5 x 10 ^{4 เซลล์}ดังกล่าวพบในไขสันหลังหรือสมองของหนู โดยเซลล์ OCD+ ส่วนใหญ่จะอยู่ใกล้กับบริเวณที่ฉีด กระบวนการอพยพและการรวมตัวถูกสังเกตได้เร็วที่สุดหนึ่งเดือนหลังจากการปลูกถ่าย ข้อจำกัดในการอพยพจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับบริเวณที่ฉีด เมื่อฉีดเข้าไปในคอร์เทกซ์ด้านหน้า เซลล์ OCD+ จะอยู่ห่างจากบริเวณที่ฉีด 0.4-2 มม. ในขณะที่ในกรณีของการปลูกถ่ายเข้าไปในเยื่อหุ้มกลาง ฮิปโปแคมปัส หรือไขสันหลัง เซลล์จะอพยพในระยะทางไกลขึ้นมาก - มากถึง 1-2 ซม. เซลล์ที่ปลูกถ่ายจะอยู่ในโครงสร้างของ CNS ที่จัดอย่างเป็นระเบียบสูง ได้แก่ คอร์เทกซ์ด้านหน้า เยื่อหุ้มกลาง ฮิปโปแคมปัส และไขสันหลัง องค์ประกอบของระบบประสาทที่ติดฉลาก OCD สามารถมองเห็นได้ตั้งแต่สัปดาห์แรกหลังจากการปลูกถ่าย โดยจำนวนของเซลล์จะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญหนึ่งเดือนหลังจากการผ่าตัด การวิเคราะห์สเตอริโอโลยีแสดงให้เห็นว่าอัตราการรอดชีวิตของเซลล์ที่ปลูกถ่ายในโครงสร้างต่างๆ ของสมองสูงกว่าเมื่อเทียบกับไขสันหลัง

เป็นที่ทราบกันดีว่าในเนื้อเยื่อส่วนใหญ่ของสิ่งมีชีวิตในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่โตเต็มวัยนั้น ประชากรของเซลล์ต้นกำเนิดในภูมิภาคต่างๆ จะถูกเก็บรักษาไว้ โดยการเปลี่ยนแปลงเป็นเซลล์ที่โตเต็มวัยนั้นถูกควบคุมโดยปัจจัยเนื้อเยื่อเฉพาะ การแพร่กระจายของเซลล์ต้นกำเนิด การแบ่งตัวของเซลล์ต้นกำเนิด และการก่อตัวของฟีโนไทป์ของเซลล์ประสาทที่จำเพาะต่อโครงสร้างสมองที่กำหนดในร่างกายนั้นแสดงออกในระดับสูงในสมองของตัวอ่อน ซึ่งถูกกำหนดโดยการมีอยู่ของปัจจัยการสร้างรูปร่างที่มีความเข้มข้นสูงในสภาพแวดล้อมจุลภาคในท้องถิ่น ได้แก่ นิวโรโทรฟิน BDNF, NGF, NT3, NT4/5 และปัจจัยการเจริญเติบโต FGF2, TGF-a, IGF1, GNDF, PDGF

เซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทอยู่ที่ไหน?

ได้มีการพิสูจน์แล้วว่าเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทแสดงโปรตีนไฟบริลลารีกรดเกลีย ซึ่งในบรรดาเซลล์ที่โตเต็มที่ของสายเซลล์ประสาทจะคงอยู่เฉพาะในแอสโตรไซต์เท่านั้น ดังนั้น เซลล์แอสโตรไซต์อาจเป็นเซลล์สำรองของระบบประสาทส่วนกลางที่โตเต็มที่ แท้จริงแล้ว เซลล์ประสาทที่มาจากเซลล์ตั้งต้นที่มี GFAP เป็นบวกนั้นถูกระบุในหลอดรับกลิ่นและเดนเทตไจรัส ซึ่งขัดแย้งกับความคิดแบบดั้งเดิมเกี่ยวกับบทบาทของเซลล์ตั้งต้นของเรเดียลเกลีย ซึ่งไม่แสดง GFAP ในเดนเทตไจรัสเมื่อเป็นผู้ใหญ่ เป็นไปได้ว่ามีเซลล์ต้นกำเนิดสองกลุ่มในระบบประสาทส่วนกลาง

คำถามเกี่ยวกับตำแหน่งของเซลล์ต้นกำเนิดในบริเวณใต้โพรงหัวใจยังคงไม่ชัดเจน ตามที่ผู้เขียนบางคนกล่าวไว้ เซลล์เยื่อบุผนังสร้างโคลนทรงกลมในวัฒนธรรมที่ไม่ใช่เซลล์ประสาทจริง (เช่น โคลนของเซลล์ใต้ผนัง) เนื่องจากเซลล์เหล่านี้สามารถแยกความแตกต่างได้เป็นเซลล์รูปดาวเท่านั้น ในทางกลับกัน หลังจากการติดฉลากเรืองแสงหรือไวรัสในเซลล์เยื่อบุผนัง เครื่องหมายจะถูกตรวจพบในเซลล์ของชั้นใต้ผนังและหลอดรับกลิ่น เซลล์ที่ถูกติดฉลากดังกล่าวในหลอดทดลองจะสร้างเซลล์ประสาทและแยกความแตกต่างเป็นเซลล์ประสาท เซลล์รูปดาว และเซลล์โอลิโกเดนโดรไซต์ นอกจากนี้ ยังแสดงให้เห็นว่าเซลล์ประมาณ 5% ในผนังผนังแสดงเครื่องหมายของลำต้น ได้แก่ เนสติน นอตช์-1 และมุสซาชิ-1 สันนิษฐานว่ากลไกของการแบ่งเซลล์แบบไม่สมมาตรนั้นสัมพันธ์กับการกระจายตัวที่ไม่สม่ำเสมอของ Notch-1 ซึ่งเป็นตัวรับเยื่อหุ้มเซลล์ ส่งผลให้ Notch-1 ยังคงอยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์ลูกที่อยู่บริเวณเอเพนไดมัล ในขณะที่เซลล์แม่ที่อพยพไปยังชั้นใต้เอเพนไดมัลจะขาดตัวรับนี้ไป จากมุมมองนี้ โซนใต้เอเพนไดมัลอาจถือได้ว่าเป็นแหล่งสะสมของสารตั้งต้นของเซลล์ประสาทและเซลล์เกลียที่เกิดจากเซลล์ต้นกำเนิดของชั้นเอเพนไดมัล ตามคำกล่าวของผู้เขียนคนอื่นๆ เซลล์เกลียเท่านั้นที่เกิดขึ้นในส่วนหางของโซนใต้โพรงสมอง และแหล่งของการสร้างเซลล์ประสาทคือเซลล์ในส่วนหน้า-ข้าง ในรูปแบบที่สาม ส่วนหน้าและหลังของโซนใต้โพรงสมองของโพรงสมองข้างจะได้รับศักยภาพในการสร้างเซลล์ประสาทที่เท่าเทียมกัน

รูปแบบที่สี่ของการจัดระเบียบของสเต็มสำรองในระบบประสาทส่วนกลางดูเหมือนจะดีกว่า ตามที่เซลล์ต้นกำเนิดประสาทสามประเภทหลักถูกแยกความแตกต่างในโซนใต้โพรงสมอง - A, B และ C เซลล์ A แสดงเครื่องหมายของเซลล์ประสาทในระยะเริ่มต้น (PSA-NCAM, TuJl) และถูกล้อมรอบด้วยเซลล์ B ซึ่งระบุได้ว่าเป็นแอสโตรไซต์โดยการแสดงออกของแอนติเจน เซลล์ C ซึ่งไม่มีลักษณะแอนติเจนของเซลล์ประสาทหรือเซลล์เกลีย มีกิจกรรมการแพร่พันธุ์สูง ผู้เขียนได้พิสูจน์อย่างน่าเชื่อถือว่าเซลล์ B เป็นสารตั้งต้นของเซลล์ A และเซลล์ประสาท de novo ของหลอดรับกลิ่น ในระหว่างการอพยพ เซลล์ A จะถูกล้อมรอบด้วยสายของเซลล์ต้นกำเนิดประสาท ซึ่งแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญจากกลไกการอพยพของนิวโรบลาสต์หลังไมโทซิสไปตามเซลล์เกลียเรเดียลในสมองตัวอ่อน การอพยพจะสิ้นสุดที่หลอดรับกลิ่นโดยมีการแบ่งไมโทซิสของเซลล์ทั้ง A และ B โดยอนุพันธ์จะรวมเข้าไปในชั้นเซลล์เม็ดและชั้นไตของเขตรับกลิ่นของสมอง

สมองของเอ็มบริโอที่กำลังพัฒนานั้นไม่มีเซลล์เยื่อบุผนังที่แยกความแตกต่างได้ และผนังโพรงหัวใจมีเซลล์ต้นกำเนิดที่แบ่งตัวของโซนเซลล์สืบพันธุ์และเซลล์ย่อยของโพรงหัวใจ ซึ่งเป็นที่ที่เซลล์ประสาทและเซลล์กลีโอบลาสต์หลักจะอพยพ จากข้อมูลนี้ ผู้เขียนบางคนเชื่อว่าบริเวณใต้เยื่อบุผนังของสมองที่โตเต็มที่นั้นมีเนื้อเยื่อเซลล์ประสาทของเอ็มบริโอที่แยกความแตกต่างได้น้อยลง ซึ่งประกอบด้วยเซลล์แอสโตรไซต์ เซลล์ประสาท และเซลล์ที่ไม่สามารถระบุชนิดได้ เซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทที่แท้จริงประกอบด้วยเซลล์น้อยกว่า 1% ของโซนเซลล์สืบพันธุ์ของผนังโพรงหัวใจด้านข้าง ด้วยเหตุผลนี้บางส่วน และจากข้อมูลที่ว่าเซลล์แอสโตรไซต์ของโซนใต้เยื่อบุผนังเป็นเซลล์ตั้งต้นของเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาท ความเป็นไปได้ของการแยกความแตกต่างระหว่างองค์ประกอบของเซลล์เกลียของแอสโตรไซต์กับการได้มาซึ่งลักษณะทางฟีโนไทป์ของเซลล์ประสาทก็ยังไม่ถูกตัดออกไป

อุปสรรคสำคัญต่อการแก้ปัญหาการระบุตำแหน่งเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทในร่างกายขั้นสุดท้ายคือการขาดเครื่องหมายเฉพาะสำหรับเซลล์เหล่านี้ อย่างไรก็ตาม ที่น่าสนใจมากจากมุมมองเชิงปฏิบัติคือรายงานที่ระบุว่าเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทถูกแยกออกจากบริเวณระบบประสาทส่วนกลางที่ไม่มีโซนใต้เยื่อบุโพรงสมอง ได้แก่ โพรงสมองส่วนหน้า โพรงไขสันหลังของทรวงอก และบริเวณเอวของไขสันหลัง สิ่งสำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งคือความจริงที่ว่าการบาดเจ็บของไขสันหลังทำให้เซลล์ต้นกำเนิดเยื่อบุโพรงสมองของโพรงสมองส่วนกลางเพิ่มจำนวนขึ้น โดยเซลล์ต้นกำเนิดจะอพยพและแยกตัวเป็นเซลล์รูปดาวของแผลเป็นกลีโอมีโซเดิร์ม นอกจากนี้ ยังพบเซลล์ต้นกำเนิดของแอสโตรและโอลิโกเดนโดรไซต์ในไขสันหลังของหนูโตเต็มวัยที่ไม่ได้รับบาดเจ็บอีกด้วย

ดังนั้น ข้อมูลวรรณกรรมจึงแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงการมีอยู่ของแหล่งสำรองลำต้นในระดับภูมิภาคในระบบประสาทส่วนกลางของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่โตเต็มวัย รวมทั้งมนุษย์ ซึ่งความสามารถในการฟื้นฟูนั้นน่าเสียดายที่สามารถให้กระบวนการฟื้นฟูทางสรีรวิทยาได้เพียงเท่านั้นด้วยการสร้างเครือข่ายเซลล์ประสาทใหม่ แต่ไม่สามารถตอบสนองความต้องการการฟื้นฟูเพื่อซ่อมแซมได้ นี่จึงทำให้เกิดภารกิจในการค้นหาโอกาสในการเพิ่มแหล่งสำรองลำต้นของระบบประสาทส่วนกลางด้วยวิธีการภายนอก ซึ่งไม่สามารถแก้ไขได้หากขาดความเข้าใจที่ชัดเจนเกี่ยวกับกลไกการก่อตัวของระบบประสาทส่วนกลางในช่วงตัวอ่อน

ปัจจุบัน เราทราบแล้วว่าในระหว่างการพัฒนาของตัวอ่อน เซลล์ต้นกำเนิดของท่อประสาทเป็นแหล่งกำเนิดของเซลล์สามประเภท ได้แก่ เซลล์ประสาท เซลล์รูปดาว และเซลล์โอลิโกเดนโดรไซต์ กล่าวคือ เซลล์ประสาทและเซลล์เกลียมีต้นกำเนิดมาจากเซลล์ตั้งต้นเพียงเซลล์เดียว การแบ่งตัวของเอ็กโทเดิร์มเป็นกลุ่มเซลล์ตั้งต้นของระบบประสาทเริ่มต้นขึ้นภายใต้อิทธิพลของผลิตภัณฑ์ของยีน proneural ของตระกูล bHLH และถูกบล็อกโดยการแสดงออกของอนุพันธ์ของโปรตีนทรานส์เมมเบรนของตัวรับของยีนในตระกูล Notch ซึ่งจำกัดการกำหนดและการแบ่งตัวของเซลล์ตั้งต้นของระบบประสาทในระยะเริ่มต้น ในทางกลับกัน ลิแกนด์ของตัวรับ Notch ก็คือโปรตีนเดลต้าทรานส์เมมเบรนของเซลล์ข้างเคียง เนื่องมาจากโดเมนนอกเซลล์ซึ่งทำการติดต่อโดยตรงระหว่างเซลล์ที่มีปฏิสัมพันธ์เหนี่ยวนำระหว่างเซลล์ต้นกำเนิด

การนำโปรแกรมการสร้างเซลล์ประสาทในตัวอ่อนไปใช้ในขั้นต่อไปนั้นมีความซับซ้อนไม่แพ้กัน และดูเหมือนว่าควรจะเป็นแบบจำเพาะต่อสายพันธุ์ อย่างไรก็ตาม ผลการศึกษาการปลูกถ่ายเซลล์ประสาทจากสัตว์สู่คนบ่งชี้ว่าเซลล์ต้นกำเนิดมีการอนุรักษ์วิวัฒนาการอย่างชัดเจน ซึ่งทำให้เซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทของมนุษย์สามารถอพยพและพัฒนาได้เมื่อปลูกถ่ายเข้าไปในสมองหนู

เป็นที่ทราบกันดีว่าระบบประสาทส่วนกลางของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมีศักยภาพในการสร้างเซลล์ใหม่ทดแทนได้ต่ำมาก ซึ่งมีลักษณะเฉพาะคือไม่มีสัญญาณใดๆ ของการเกิดเซลล์ใหม่ในสมองที่โตเต็มที่เพื่อทดแทนเซลล์ประสาทที่ตายไปอันเป็นผลจากการบาดเจ็บ อย่างไรก็ตาม ในกรณีของการปลูกถ่ายนิวโรบลาสต์ นิวโรบลาสต์ไม่เพียงแต่จะฝัง ขยายพันธุ์ และแยกความแตกต่างเท่านั้น แต่ยังสามารถรวมเข้ากับโครงสร้างของสมองและแทนที่เซลล์ประสาทที่สูญเสียไปได้ด้วย เมื่อทำการปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดของนิวโรนที่ได้รับการรักษา ผลการรักษาจะอ่อนแอลงอย่างเห็นได้ชัด เซลล์ดังกล่าวมีศักยภาพในการอพยพต่ำ นอกจากนี้ เซลล์ต้นกำเนิดของนิวโรนไม่สามารถสร้างโครงสร้างของเครือข่ายประสาทได้ และไม่ได้รวมเข้ากับสมองของผู้รับในเชิงหน้าที่ ในเรื่องนี้ กำลังมีการศึกษาประเด็นของการสร้างเซลล์ใหม่ทดแทนในระหว่างการปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดของนิวโรนที่มีศักยภาพหลายแบบที่ไม่ได้สร้างขึ้นมาก่อนอย่างจริงจัง

ในการศึกษาวิจัยโดย M. Aleksandrova et al. (2001) ในการทดลองครั้งแรก ผู้รับคือหนูตัวเมียที่โตเต็มวัย และผู้บริจาคคือเอ็มบริโออายุ 15 วัน ส่วนหนึ่งของคอร์เทกซ์ท้ายทอยของสมองถูกนำออกจากผู้รับ และเนื้อเยื่อที่แขวนลอยด้วยกลไกของคอร์เทกซ์เอ็มบริโอที่สันนิษฐานว่ามีเซลล์ต้นกำเนิดที่มีศักยภาพหลายตัวของบริเวณโพรงหัวใจและใต้โพรงหัวใจถูกปลูกถ่ายเข้าไปในโพรง ในการทดลองครั้งที่สอง เซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทของเอ็มบริโอมนุษย์อายุ 9 สัปดาห์ถูกปลูกถ่ายเข้าไปในสมองของหนูที่โตเต็มวัย ผู้เขียนแยกชิ้นส่วนของเนื้อเยื่อจากบริเวณรอบโพรงหัวใจของสมองเอ็มบริโอ ใส่ในอาหารเลี้ยงเชื้อ F-12 แล้วได้เซลล์ที่แขวนลอยโดยการปิเปตซ้ำๆ จากนั้นจึงเพาะเลี้ยงในอาหารเลี้ยงเชื้อ NPBM พิเศษที่เติมปัจจัยการเจริญเติบโต ได้แก่ FGF, EGF และ NGF เซลล์ได้รับการเพาะเลี้ยงในวัฒนธรรมแขวนลอยจนกระทั่งนิวโรสเฟียร์ก่อตัวขึ้น ซึ่งจะถูกกระจายและปลูกใหม่ในวัฒนธรรมอีกครั้ง หลังจากผ่าน 4 รอบด้วยระยะเวลาเพาะเลี้ยงทั้งหมด 12-16 วัน เซลล์จะถูกใช้เพื่อการปลูกถ่าย ผู้รับคือลูกหนูอายุ 10 วันและหนูวิสตาร์อายุ 2 เดือนที่โตเต็มวัย โดยจะฉีดเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทของมนุษย์แขวนลอย 4 μl เข้าไปในโพรงสมองด้านข้างโดยไม่กดภูมิคุ้มกัน ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าเซลล์ที่แยกตัวออกจากกันของโซนโพรงสมองและใต้โพรงสมองของเปลือกสมองของหนูยังคงพัฒนาต่อไปในระหว่างการปลูกถ่ายเซลล์ไปยังสมองที่โตเต็มที่ กล่าวคือ ปัจจัยของสภาพแวดล้อมจุลภาคของสมองผู้รับที่แยกความแตกต่างแล้วไม่ได้ขัดขวางการเติบโตและการแยกความแตกต่างของเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทของตัวอ่อน ในระยะเริ่มแรกหลังการปลูกถ่าย เซลล์ที่มีศักยภาพหลายแบบยังคงแบ่งตัวแบบไมโทซิสและอพยพจากบริเวณที่ปลูกถ่ายไปยังเนื้อเยื่อสมองของผู้รับอย่างแข็งขัน พบเซลล์เอ็มบริโอที่ปลูกถ่ายที่มีศักยภาพในการอพยพสูงในเกือบทุกชั้นของเปลือกสมองของผู้รับตลอดแนวเส้นทางการปลูกถ่ายและในเนื้อขาว ความยาวของเส้นทางการอพยพของเซลล์ประสาทมักจะสั้นกว่าเซลล์เกลีย (ไม่เกิน 3 มม.) อย่างมีนัยสำคัญ (ไม่เกิน 680 ไมโครเมตร) หลอดเลือดและโครงสร้างเส้นใยของสมองทำหน้าที่เป็นตัวนำโครงสร้างสำหรับการอพยพของแอสโตรไซต์ ซึ่งยังพบในการศึกษาวิจัยอื่นๆ อีกด้วย

ก่อนหน้านี้ เชื่อกันว่าการสะสมของแอสโตรไซต์ที่ติดฉลากในบริเวณที่เกิดความเสียหายต่อเปลือกสมองของผู้รับอาจเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของเกราะเซลล์เกลียระหว่างเนื้อเยื่อของผู้รับการปลูกถ่ายและผู้รับ อย่างไรก็ตาม การศึกษาโครงสร้างของเซลล์ที่ปลูกถ่ายในที่ที่มีความหนาแน่นสูงแสดงให้เห็นว่าโครงสร้างเซลล์ของการปลูกถ่ายมีลักษณะเฉพาะคือความโกลาหลโดยไม่มีการกระจายตัวของเซลล์ที่ปลูกถ่ายแบบเป็นชั้น ระดับความเป็นระเบียบของเซลล์ประสาทที่ปลูกถ่ายจะใกล้เคียงกับเซลล์เปลือกสมองปกติก็ต่อเมื่อไม่มีเกราะเซลล์เกลียระหว่างเนื้อเยื่อของผู้บริจาคและผู้รับ มิฉะนั้น โครงสร้างของเซลล์ที่ปลูกถ่ายจะผิดปกติ และเซลล์ประสาทเองจะโตเกินขนาด การใช้การพิมพ์ทางภูมิคุ้มกันทางเคมีของเซลล์ที่ปลูกถ่าย พบเซลล์ประสาท GABA-ergic ที่ยับยั้งในเซลล์ที่ปลูกถ่าย และตรวจพบการแสดงออกของโปรตีน PARV, CALB และ NPY ดังนั้น สมองที่สมบูรณ์จะคงไว้ซึ่งปัจจัยจุลภาคที่สามารถรองรับการแพร่กระจาย การอพยพ และการแบ่งตัวเฉพาะของเซลล์ประสาทที่มีศักยภาพหลายประการ

ในการเพาะเลี้ยงเซลล์ต้นกำเนิดของมนุษย์ที่แยกจากบริเวณรอบโพรงสมองของเอ็มบริโออายุ 9 สัปดาห์ M. Aleksandrova et al. (2001) พบเซลล์ที่มีศักยภาพหลายอย่างที่เป็นบวกต่อเนสตินจำนวนมากในช่วงที่สี่ ซึ่งบางเซลล์ได้ผ่านกระบวนการแยกตัวในหลอดทดลองแล้วและกำลังพัฒนาตามประเภทของเซลล์ประสาท ซึ่งสอดคล้องกับผลการศึกษาของผู้เขียนคนอื่นๆ หลังจากการปลูกถ่ายเข้าไปในสมองของหนูโตเต็มวัย เซลล์ต้นกำเนิดของมนุษย์ที่เพาะเลี้ยงจะแบ่งตัวแบบไมโทซิสและอพยพเข้าไปในเนื้อเยื่อของสมองผู้รับที่เป็นซีโนจีเนียก ในการปลูกถ่ายเซลล์ ผู้เขียนสังเกตเห็นเซลล์สองกลุ่ม คือ กลุ่มเล็กและกลุ่มใหญ่ กลุ่มหลังอพยพทั้งในเนื้อสมองและตามโครงสร้างเส้นใยของสมองผู้รับในระยะทางที่ไม่สำคัญ ภายใน 300 ไมโครเมตร เส้นทางการอพยพที่ยาวที่สุด (ไม่เกิน 3 มม.) เป็นลักษณะเฉพาะของเซลล์ขนาดเล็ก ซึ่งบางส่วนจะแยกตัวเป็นแอสโตรไซต์ ซึ่งสร้างขึ้นโดยใช้แอนติบอดีโมโนโคลนอลต่อ GFAP พบเซลล์ทั้งสองประเภทในผนังของโพรงสมองด้านข้าง ซึ่งบ่งชี้ว่าเซลล์ที่ปลูกถ่ายเข้าสู่เส้นทางการอพยพของ rostral อนุพันธ์ของแอสโตรไซต์ของเซลล์ต้นกำเนิดประสาทจากทั้งมนุษย์และหนูอพยพส่วนใหญ่ผ่านเส้นเลือดฝอยและโครงสร้างเส้นใยของสมองผู้รับ ซึ่งสอดคล้องกับข้อมูลของผู้เขียนรายอื่น

การวิเคราะห์การแบ่งตัวของเซลล์ต้นกำเนิดของมนุษย์ในร่างกายโดยใช้แอนติบอดีโมโนโคลนัลต่อ GFAP, CALB และ VIM เผยให้เห็นการก่อตัวของทั้งแอสโตรไซต์และเซลล์ประสาท ซึ่งแตกต่างจากเซลล์ในหนูที่ปลูกถ่าย เซลล์ต้นกำเนิดของมนุษย์จำนวนมากมีไวเมนตินเป็นบวก ดังนั้น เซลล์ที่มีศักยภาพหลายอย่างของมนุษย์บางเซลล์จึงไม่เกิดการแบ่งตัว ในเวลาต่อมา ผู้เขียนคนเดียวกันได้แสดงให้เห็นว่าเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทของมนุษย์ที่ปลูกถ่ายโดยไม่ถูกกดภูมิคุ้มกันสามารถอยู่รอดในสมองหนูได้ 20 วันหลังการปลูกถ่าย โดยไม่มีสัญญาณของการรุกรานของภูมิคุ้มกันจากองค์ประกอบเซลล์เกลียของสมองที่โตเต็มที่

ได้มีการพิสูจน์แล้วว่าเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทใน Drosophila สามารถฝังตัวและแยกความแตกต่างได้ในสมองของแท็กซอนที่อยู่ห่างจากแมลงอย่างหนู ความถูกต้องของการทดลองของผู้เขียนนั้นไม่ต้องสงสัยเลย: สายพันธุ์ Drosophila ที่ดัดแปลงพันธุกรรมมียีนสำหรับปัจจัยบำรุงประสาทของมนุษย์ NGF, GDNF, BDNF ซึ่งแทรกเข้าไปในเวกเตอร์ CaSper ภายใต้โปรโมเตอร์ฮีตช็อคของ Drosophila ทำให้อุณหภูมิร่างกายของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมกระตุ้นการแสดงออกของยีนโดยอัตโนมัติ ผู้เขียนระบุเซลล์ Drosophila โดยใช้ผลิตภัณฑ์ของยีนกาแลกโตซิเดสของแบคทีเรียโดยใช้การย้อมสี X-Gal ทางฮิสโตเคมี นอกจากนี้ ยังพบว่าเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทของดรอโซฟิลาตอบสนองต่อปัจจัยการเจริญเติบโตของระบบประสาทที่เข้ารหัสโดยยีนของมนุษย์โดยเฉพาะ เมื่อเซลล์ที่ปลูกถ่ายจากต่างถิ่นของสายพันธุ์ดรอโซฟิลาที่ดัดแปลงพันธุกรรมซึ่งมียีน gdnf การสังเคราะห์ไทโรซีนไฮดรอกซิเลสในเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทที่แยกตัวได้จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และเซลล์ที่มียีน ngf จะผลิตอะเซทิลโคลีนเอสเทอเรสอย่างแข็งขัน การปลูกถ่ายจากต่างถิ่นกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาที่ขึ้นอยู่กับยีนที่คล้ายคลึงกันในการปลูกถ่ายเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อนที่ปลูกถ่ายร่วมกับมัน

นั่นหมายความว่าการแบ่งเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทอย่างเฉพาะเจาะจงนั้นเกิดจากปัจจัยการเจริญเติบโตของระบบประสาทที่ไม่จำเพาะต่อสปีชีส์หรือไม่ ตามผลการวิจัยของผู้เขียน ปัจจัยการเจริญเติบโตของระบบประสาทที่สร้างจากเซลล์ต่างชนิดมีผลเฉพาะเจาะจงต่อชะตากรรมของอัลโลเกรฟต์ ซึ่งในกรณีนี้มีการพัฒนาอย่างเข้มข้นกว่าและมีขนาดใหญ่กว่าอัลโลเกรฟต์ที่ใส่เข้าไปในสมองโดยไม่ได้ใส่เซลล์ต่างชนิดเข้าไป 2-3 เท่า ดังนั้น เซลล์ต่างชนิดที่มียีนนิวโรโทรฟิน โดยเฉพาะอย่างยิ่งยีนที่เข้ารหัสปัจจัยการเจริญเติบโตของระบบประสาทที่ได้จากเซลล์เกลียของมนุษย์ (GDNF) จึงมีผลไม่จำเพาะต่อสปีชีส์ต่อการพัฒนาอัลโลเกรฟต์ในลักษณะเดียวกับการกระทำของนิวโรโทรฟินที่เกี่ยวข้อง GDNF เป็นที่ทราบกันดีว่าช่วยเพิ่มการอยู่รอดของเซลล์ประสาทโดพามีนในสมองกลางของเอ็มบริโอหนู และเพิ่มการเผาผลาญโดพามีนโดยเซลล์เหล่านี้ และกระตุ้นการแบ่งเซลล์ที่เป็นบวกต่อไทโรซีนไฮดรอกซีเลส ทำให้การเติบโตของแอกซอนเพิ่มขึ้นและเพิ่มขนาดของตัวเซลล์ประสาท ผลลัพธ์ที่คล้ายกันนี้ยังพบได้ในเซลล์ประสาทโดปามีนในสมองส่วนกลางของหนูที่เพาะเลี้ยงไว้ด้วย

การอพยพของเซลล์ต้นกำเนิดประสาทของมนุษย์อย่างแข็งขันเกิดขึ้นหลังจากการปลูกถ่ายเซลล์จากต่างถิ่นเข้าไปในสมองของหนูโตเต็มวัย เป็นที่ทราบกันดีว่ากระบวนการอพยพและการแบ่งตัวของเซลล์ต้นกำเนิดประสาทถูกควบคุมโดยยีนพิเศษชุดหนึ่ง สัญญาณการอพยพเริ่มต้นไปยังเซลล์ตั้งต้นเพื่อเริ่มการแบ่งตัวนั้นได้มาจากผลิตภัณฑ์โปรตีนของโปรทูออนโคยีน c-ret ร่วมกับ GDNF สัญญาณต่อไปมาจากยีน mash-1 ซึ่งควบคุมการเลือกเส้นทางการพัฒนาเซลล์ นอกจากนี้ ปฏิกิริยาเฉพาะของเซลล์ที่แบ่งตัวยังขึ้นอยู่กับตัวรับ a ของปัจจัยบำรุงประสาทของขนตา ดังนั้น เมื่อพิจารณาจากองค์ประกอบทางพันธุกรรมที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงของเซลล์ต้นกำเนิดประสาทของมนุษย์จากต่างถิ่นและเซลล์สมองของหนูที่เป็นผู้รับ จึงจำเป็นต้องรับรู้ไม่เพียงแค่ความไม่จำเพาะของสายพันธุ์ของปัจจัยบำรุงประสาทเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการอนุรักษ์นิยมวิวัฒนาการสูงสุดของยีนที่รับผิดชอบต่อการแบ่งตัวเฉพาะขององค์ประกอบเซลล์ต้นกำเนิดประสาทด้วย

อนาคตจะแสดงให้เห็นว่าการปลูกถ่ายเนื้อเยื่อประสาทจากตัวอ่อนจะเป็นไปได้หรือไม่ในการผ่าตัดประสาทเพื่อรักษาภาวะเสื่อมของระบบประสาทที่เกิดจากการหยุดชะงักของการสังเคราะห์ไมอีลินโดยเซลล์โอลิโกเดนโดรไซต์ ในระหว่างนี้ ปัญหาด้านการปลูกถ่ายเนื้อเยื่อประสาทที่ได้รับการแก้ไขอย่างเข้มข้นที่สุดคือปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการได้รับเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทจากตัวอ่อนหรือสมองที่โตเต็มที่ในวัฒนธรรม จากนั้นจึงแยกตัวเป็นเซลล์ประสาทหรือเซลล์ประสาทเฉพาะทาง

การปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาท

เพื่อกระตุ้นการแพร่พันธุ์และการแบ่งตัวของเซลล์ต้นกำเนิดประสาทของสิ่งมีชีวิตที่โตเต็มวัย เนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อนสามารถปลูกถ่ายได้ เป็นไปได้ที่เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อนที่นำมาพร้อมกับการปลูกถ่ายอาจเกิดการแพร่พันธุ์และการแบ่งตัวได้ด้วยตัวเอง เป็นที่ทราบกันดีว่าหลังจากได้รับบาดเจ็บที่กระดูกสันหลัง การสร้างตัวนำประสาทใหม่จะเกิดขึ้นโดยการยืดออกของแอกซอนที่เสียหายและการแตกหน่อข้างเคียงของแอกซอนของกระบวนการของเซลล์ประสาทสั่งการที่ไม่ได้รับความเสียหาย ปัจจัยหลักที่ขัดขวางการสร้างไขสันหลังใหม่คือการก่อตัวของแผลเป็นของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันในบริเวณที่ได้รับความเสียหาย การเปลี่ยนแปลงของเซลล์ประสาทส่วนกลางที่เสื่อมถอยและเสื่อมสภาพ การขาด NGF และการมีผลิตภัณฑ์จากการสลายไมอีลินในบริเวณที่ได้รับความเสียหาย มีการพิสูจน์แล้วว่าการปลูกถ่ายเซลล์ประเภทต่างๆ เข้าไปในไขสันหลังที่เสียหาย - ชิ้นส่วนของเส้นประสาทเซียติกของสัตว์โตเต็มวัย คอร์เทกซ์ท้ายทอยของตัวอ่อน ฮิปโปแคมปัส ไขสันหลัง เซลล์ชวานน์ แอสโตรไซต์ ไมโครเกลีย แมคโครฟาจ ไฟโบรบลาสต์ - ส่งเสริมการสร้างแกนประสาทที่เสียหายใหม่โดยการแตกหน่อ และช่วยให้แกนประสาทที่เพิ่งสร้างขึ้นเติบโตผ่านบริเวณที่ได้รับบาดเจ็บของไขสันหลัง มีการพิสูจน์ในเชิงทดลองแล้วว่าการปลูกถ่ายเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อนเข้าไปในบริเวณที่ได้รับบาดเจ็บของไขสันหลัง โดยผ่านการกระทำของปัจจัยบำรุงประสาท จะช่วยเร่งการเติบโตของแกนประสาทที่เสียหาย ป้องกันการเกิดแผลเป็นของเซลล์เกลียและการพัฒนาของกระบวนการเสื่อมและเสื่อมในเซลล์ประสาทส่วนกลาง ในขณะที่เซลล์ของเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อนที่ปลูกถ่ายจะยังคงมีชีวิตอยู่ในไขสันหลัง รวมเข้ากับเนื้อเยื่อที่อยู่ติดกัน และส่งเสริมการเติบโตของแกนประสาทผ่านบริเวณที่ได้รับบาดเจ็บด้วยการสร้างไซแนปส์เดนไดรต์บนเซลล์ประสาทไขสันหลัง

การแพทย์ฟื้นฟูนี้ได้รับการพัฒนาอย่างมากในยูเครน โดยได้รับความช่วยเหลือจากทีมนักวิทยาศาสตร์ที่นำโดย VI Tsymbalyuk ก่อนอื่น นี่คือการศึกษาเชิงทดลองเกี่ยวกับประสิทธิภาพของการปลูกถ่ายเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อนในการบาดเจ็บของไขสันหลัง ในระหว่างการปลูกถ่ายเส้นประสาทส่วนปลายด้วยตนเอง ผู้เขียนสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงที่ทำลายล้างอย่างเด่นชัดในบริเวณรอยต่อปลาย ซึ่งในวันที่ 30 หลังการผ่าตัด การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวจะรวมเข้ากับกระบวนการซ่อมแซม ในระหว่างการปลูกถ่ายเส้นประสาท สถานะการทำงานของเส้นประสาทที่ปลูกถ่ายในวันที่ 30 มีลักษณะเฉพาะคือการทำลายล้างอย่างเด่นชัดพร้อมกับการเสื่อมสลายของไขมันและอะไมโลโดซิส โดยมีพื้นหลังเป็นเซลล์ลิมฟอยด์อักเสบที่แทรกซึมโดยมีการฝ่อของเซลล์ชวานน์เป็นหลัก การปลูกถ่ายเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อนมีส่วนช่วยในการฟื้นฟูสภาพการนำไฟฟ้าของไขสันหลังในระดับที่สูงขึ้น โดยเฉพาะในสัตว์ที่ได้รับการผ่าตัดภายใน 24 ชั่วโมงแรกหลังจากได้รับบาดเจ็บ โดยพบว่าเซลล์ประสาทไขสันหลังมีการเจริญและขยายขนาดมากขึ้น ซึ่งองค์ประกอบจุลภาคที่สังเคราะห์โปรตีนและสร้างพลังงานมีการเจริญและขยายขนาดมากขึ้น แอมพลิจูดของศักยภาพการทำงานของกล้ามเนื้อได้รับการฟื้นฟู 50% และความเร็วการนำไฟฟ้าของแรงกระตุ้นได้รับการฟื้นฟู 90% เมื่อประเมินประสิทธิผลของการปลูกถ่ายเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อนโดยขึ้นอยู่กับบริเวณที่ปลูกถ่าย พบว่าผลลัพธ์ที่ดีที่สุดสังเกตได้เมื่อนำกราฟต์ไปใส่ในบริเวณที่ได้รับบาดเจ็บของไขสันหลังโดยตรง เมื่อตัดไขสันหลังออกทั้งหมด การปลูกถ่ายเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อนจะไม่มีประสิทธิภาพ การศึกษาแบบไดนามิกแสดงให้เห็นว่าเวลาที่เหมาะสมที่สุดในการปลูกถ่ายเนื้อเยื่อประสาทตัวอ่อนคือ 24 ชั่วโมงแรกหลังจากได้รับบาดเจ็บที่ไขสันหลัง ในขณะที่การผ่าตัดในช่วงที่มีการเปลี่ยนแปลงการอักเสบจากการขาดเลือดอย่างรุนแรงที่เกิดขึ้นในวันที่ 2-9 หลังจากได้รับบาดเจ็บนั้นควรพิจารณาว่าไม่เหมาะสม

เป็นที่ทราบกันดีว่าการบาดเจ็บที่สมองอย่างรุนแรงจะกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันของไขมันอย่างรุนแรงและยาวนานในระยะเริ่มต้นและระยะกลางของช่วงหลังการบาดเจ็บทั้งในเนื้อเยื่อสมองที่ได้รับความเสียหายและในร่างกายโดยรวม และยังขัดขวางกระบวนการเผาผลาญพลังงานในสมองที่ได้รับบาดเจ็บอีกด้วย ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ การปลูกถ่ายเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อนเข้าไปในบริเวณที่ได้รับบาดเจ็บจากการบาดเจ็บจะช่วยส่งเสริมเสถียรภาพของกระบวนการออกซิเดชันของไขมัน และเพิ่มศักยภาพของระบบต้านอนุมูลอิสระของสมองและร่างกายโดยรวม เพิ่มการป้องกันอนุมูลอิสระในวันที่ 35-60 ของช่วงหลังการบาดเจ็บ ในช่วงเวลาเดียวกันหลังจากการปลูกถ่ายเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อน การเผาผลาญพลังงานและกระบวนการฟอสโฟรีเลชันออกซิเดชันในสมองจะกลับสู่ภาวะปกติ นอกจากนี้ ยังพบว่าในวันแรกหลังการบาดเจ็บที่สมองจากการทดลอง อิมพีแดนซ์ของเนื้อเยื่อของซีกสมองที่ได้รับบาดเจ็บลดลง 30-37% ส่วนซีกตรงข้ามลดลง 20% ซึ่งบ่งชี้ถึงการพัฒนาของอาการบวมน้ำในสมองโดยทั่วไป ในสัตว์ที่ได้รับการปลูกถ่ายเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อน อาการบวมน้ำจะเกิดขึ้นเร็วขึ้นอย่างเห็นได้ชัด โดยในวันที่ 7 ค่าอิมพีแดนซ์เฉลี่ยของเนื้อเยื่อของซีกสมองที่ได้รับบาดเจ็บจะสูงถึง 97.8% ของระดับควบคุม ยิ่งไปกว่านั้น การฟื้นฟูค่าอิมพีแดนซ์อย่างสมบูรณ์ในวันที่ 30 นั้นสังเกตได้เฉพาะในสัตว์ที่ได้รับการปลูกถ่ายเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อนเท่านั้น

การตายของเซลล์ประสาทบางส่วนในสมองหลังจากได้รับบาดเจ็บที่กะโหลกศีรษะและสมองอย่างรุนแรงเป็นหนึ่งในสาเหตุหลักของภาวะแทรกซ้อนหลังการบาดเจ็บ เซลล์ประสาทของระบบบูรณาการโดพามีนและนอร์เอพิเนฟรินของสมองส่วนกลางและเมดัลลาอ็อบลองกาตาไวต่อการบาดเจ็บเป็นพิเศษ การลดลงของระดับโดพามีนในคอมเพล็กซ์สไตรโอพัลลิดัลและคอร์เทกซ์สมองจะเพิ่มความเสี่ยงในการเกิดความผิดปกติของการเคลื่อนไหวและความผิดปกติทางจิต ภาวะลมบ้าหมู และการลดลงของการผลิตโดพามีนในไฮโปทาลามัสอาจเป็นสาเหตุของความผิดปกติทางพืชและทางกายจำนวนมากที่สังเกตได้ในช่วงปลายของระยะหลังการบาดเจ็บ ผลการศึกษาที่ดำเนินการในการบาดเจ็บที่กะโหลกศีรษะและสมองแบบทดลองบ่งชี้ว่าการปลูกถ่ายเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อนช่วยฟื้นฟูระดับโดพามีนในสมองส่วนสมองที่ได้รับบาดเจ็บ โดพามีนและนอร์เอพิเนฟรินในไฮโปทาลามัส และเพิ่มระดับนอร์เอพิเนฟรินและโดพามีนในสมองส่วนกลางและเมดัลลาอ็อบลองกาตา นอกจากนี้ จากผลการปลูกถ่ายเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อนในซีกสมองที่ได้รับบาดเจ็บของสัตว์ทดลอง ทำให้อัตราส่วนเปอร์เซ็นต์ของฟอสโฟลิปิดเป็นปกติและมีปริมาณกรดไขมันเพิ่มขึ้น (C16:0, C17:0, C17:1, C18:0, C18:1 + C18:2, C20:3 + C20:4, C20:5)

ข้อมูลเหล่านี้ยืนยันการกระตุ้นของกระบวนการสร้างใหม่และฟื้นฟูด้วยเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อนที่ปลูกถ่าย และบ่งชี้ถึงผลการฟื้นฟูของการปลูกถ่ายในสมองของผู้รับโดยรวม

ประสบการณ์ทางคลินิกของเจ้าหน้าที่ของสถาบันศัลยกรรมประสาท AP Romodanov ของ Academy of Medical Sciences แห่งยูเครนในการปลูกถ่ายเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อนในโรคสมองพิการ ซึ่งเป็นโรคที่ซับซ้อนมากและมีความผิดปกติของการเคลื่อนไหวอย่างรุนแรง ควรได้รับความสนใจเป็นพิเศษ รูปแบบทางคลินิกของโรคสมองพิการขึ้นอยู่กับระดับความเสียหายของโครงสร้างภายในที่รับผิดชอบในการควบคุมโทนของกล้ามเนื้อและการสร้างแบบแผนการเคลื่อนไหว ปัจจุบันมีหลักฐานเพียงพอที่จะสนับสนุนข้อเท็จจริงที่ว่าการเปลี่ยนแปลงทางพยาธิวิทยาในระบบควบคุมการเคลื่อนไหวแบบสไตรโอพัลลิดัล-ทาลามิคอร์ติคัลมีบทบาทสำคัญในการทำงานของมอเตอร์และความผิดปกติของโทนของกล้ามเนื้อ การเชื่อมโยงสไตรโอพัลลิดัลของระบบนี้ดำเนินการควบคุมการทำงานผ่านการผลิตโดปามีนในไนโกรสไตรโอพัลลิดัล เส้นทางตรงสำหรับการดำเนินการควบคุมทาลามิคอร์ติคัลเริ่มต้นจากเซลล์ประสาทของพูทาเมน ถูกควบคุมโดยกรดแกมมา-อะมิโนบิวทิริก (GABA) และสาร P และฉายโดยตรงไปยังโซนมอเตอร์ของส่วนในของ globus pallidus และ substantia nigra เส้นทางอ้อมซึ่งมีผลเกิดขึ้นด้วยการมีส่วนร่วมของ GABA และ enkephalin มีต้นกำเนิดจากเซลล์ประสาทของพูทาเมนและส่งผลต่อนิวเคลียสของปมประสาทฐานผ่านลำดับของการเชื่อมต่อซึ่งรวมถึงส่วนนอกของ globus pallidus และนิวเคลียสใต้ทาลามิค ความผิดปกติของการนำไฟฟ้าของเส้นทางตรงทำให้เกิดภาวะเคลื่อนไหวร่างกายน้อยลง ในขณะที่การลดลงของการนำไฟฟ้าของโครงสร้างของเส้นทางอ้อมจะนำไปสู่ภาวะเคลื่อนไหวร่างกายมากเกินไปพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงโทนของกล้ามเนื้อที่สอดคล้องกัน ความสมบูรณ์ของเส้นทางการนำสัญญาณ GABAergic ในระดับต่างๆ ในระบบควบคุมมอเตอร์และการผสานการเชื่อมต่อของโดพามีนในระดับของพูทาเมนนั้นมีความสำคัญต่อการควบคุมปฏิสัมพันธ์ระหว่างทาลามิคอร์ติคัล อาการแสดงทางพยาธิวิทยาของมอเตอร์ที่พบบ่อยที่สุดในโรคสมองพิการรูปแบบต่างๆ คือ ความผิดปกติของโทนของกล้ามเนื้อและการเปลี่ยนแปลงของการทำงานของกล้ามเนื้อสะท้อนที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิด

การปลูกถ่ายเนื้อเยื่อประสาทของเอ็มบริโอในโรคสมองพิการต้องมีการวิเคราะห์อย่างละเอียดเกี่ยวกับลักษณะของความเสียหายต่อโครงสร้างของสมอง จากการกำหนดระดับโดพามีนและ GABA ในน้ำไขสันหลังใต้เยื่อหุ้มสมอง ผู้เขียนได้ให้รายละเอียดเกี่ยวกับระดับของการหยุดชะงักของการบูรณาการของโครงสร้างสมองที่ทำหน้าที่ได้ ซึ่งทำให้สามารถระบุผลของการผ่าตัดและแก้ไขการปลูกถ่ายประสาทซ้ำๆ ได้ เนื้อเยื่อประสาทของเอ็มบริโอ (วัสดุที่ใช้ในการทำแท้งของเอ็มบริโออายุ 9 สัปดาห์) ถูกปลูกถ่ายเข้าไปในเนื้อของคอร์เทกซ์ของการบิดตัวของสมองส่วนหน้าของสมองส่วนหน้าโดยขึ้นอยู่กับความรุนแรงของการเปลี่ยนแปลงที่ฝ่อลง ไม่พบภาวะแทรกซ้อนหรือการเสื่อมถอยของสภาพของผู้ป่วยในช่วงหลังการผ่าตัด พบพลวัตเชิงบวกในผู้ป่วยที่มีรูปแบบเกร็ง 63% ในเด็กที่มีรูปแบบอะโทนิก-เอสเทติก 82% และในผู้ป่วยที่มีรูปแบบผสมของโรคเพียง 24% เท่านั้น ผลเชิงลบของระดับความไวต่อประสาทที่สูงจากการมีแอนติบอดีต่อโปรตีนเฉพาะต่อระบบประสาทต่อผลการผ่าตัดได้รับการพิสูจน์แล้ว การปลูกถ่ายเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อนพบว่าไม่ได้ผลในผู้ป่วยที่มีอายุ 8-10 ปีขึ้นไป รวมถึงในกรณีของกลุ่มอาการไฮเปอร์คิเนติกรุนแรงและโรคลมบ้าหมู ในทางคลินิก ประสิทธิภาพของการปลูกถ่ายเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อนในผู้ป่วยโรคสมองพิการแบบเกร็งแสดงให้เห็นได้จากการสร้างทักษะการเคลื่อนไหวแบบสเตโตโมเตอร์ใหม่และการเคลื่อนไหวโดยสมัครใจพร้อมการแก้ไขแบบแผนการเคลื่อนไหวที่ผิดปกติและลดระดับความเกร็ง ท่าทางและทัศนคติที่ผิดปกติ ผู้เขียนเชื่อว่าผลในเชิงบวกของการปลูกถ่ายเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อนคือผลการทำให้กิจกรรมการทำงานของโครงสร้างเหนือไขสันหลังที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมโทนท่าทางและการเคลื่อนไหวโดยสมัครใจเป็นปกติ ในเวลาเดียวกันผลทางคลินิกเชิงบวกของการปลูกถ่ายเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อนจะมาพร้อมกับการลดลงของปริมาณสารสื่อประสาทในน้ำไขสันหลังใต้เยื่อหุ้มสมอง ซึ่งบ่งชี้ถึงการฟื้นฟูปฏิสัมพันธ์แบบบูรณาการของโครงสร้างสมองที่ได้รับผลกระทบ

มีโรคทางระบบประสาทที่รุนแรงอีกประเภทหนึ่งคือ กลุ่มอาการอะพาลลิก ซึ่งปัญหาในการรักษายังคงไม่ได้รับการแก้ไข กลุ่มอาการอะพาลลิกเป็นภาวะกึ่งเฉียบพลันหรือเรื้อรังที่เกิดจากหลายสาเหตุ ซึ่งเกิดจากรอยโรคทางอวัยวะที่รุนแรงของระบบประสาทส่วนกลาง (โดยเฉพาะบริเวณเปลือกสมอง) และมีลักษณะเฉพาะคือมีการพัฒนาของพานาพราเซียและพานากโนเซีย โดยที่ส่วนก้านสมองแต่ละส่วนและโครงสร้างของคอมเพล็กซ์ลิมบิก-เรติคูลัมของสมองยังคงทำหน้าที่ได้ตามปกติ การศึกษาติดตามผล (ตั้งแต่ 1 ปีถึง 3 ปี) แสดงให้เห็นว่ากลุ่มอาการอะพาลลิกไม่ใช่การวินิจฉัยขั้นสุดท้ายของความเสียหายต่อระบบประสาทอย่างต่อเนื่องในเด็ก แต่จะเปลี่ยนเป็นโรคสมองเสื่อมจากสารอินทรีย์หรือเป็นภาวะพืชเรื้อรัง ในแผนกศัลยกรรมประสาทฟื้นฟูของสถาบันศัลยกรรมประสาท AP Romodanov แห่งสถาบันวิทยาศาสตร์การแพทย์แห่งยูเครน ผู้ป่วย 21 รายที่ได้รับผลกระทบจากกลุ่มอาการอะพาลลิกได้รับการปลูกถ่ายเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อน ภายใต้การดมยาสลบ จะใช้หัวเจาะแบบครอบสมองเพื่อเจาะรูเหนือบริเวณที่มีการเปลี่ยนแปลงของเนื้อเยื่อที่ฝ่อมากที่สุดซึ่งตรวจพบโดยการตรวจเอกซเรย์คอมพิวเตอร์หรือการถ่ายภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และในกรณีที่เนื้อเยื่อสีเทาหรือสีขาวฝ่อแบบกระจาย หัวเจาะจะถูกนำไปใส่ในคอร์เทกซ์พรีเซ็นทรัลและคอร์เทกซ์ส่วนกลางของสมอง หลังจากเปิดดูราเมเตอร์แล้ว ชิ้นส่วนเนื้อเยื่อจากคอร์เทกซ์รับความรู้สึกและสั่งการของเอ็มบริโออายุ 8-9 สัปดาห์จะถูกฝังเข้าไปในคอร์เทกซ์โดยใช้เครื่องมือพิเศษ จำนวนตัวอย่างเนื้อเยื่อที่ฝังมีตั้งแต่ 4 ถึง 10 ตัวอย่าง ซึ่งกำหนดโดยขนาดของรูเจาะและขนาดของการเปลี่ยนแปลงเฉพาะที่ในเนื้อสมอง ซึ่งแตกต่างจากพยาธิวิทยาประเภทอื่น ในกลุ่มอาการอะพาลลิก ผู้เขียนพยายามฝังเนื้อเยื่อเอ็มบริโอให้ได้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในบริเวณที่เข้าถึงได้มากที่สุดของสมอง เย็บดูราเมเตอร์ และทำศัลยกรรมตกแต่งบริเวณที่มีข้อบกพร่องของกะโหลกศีรษะ ระหว่างการผ่าตัด ผู้ป่วยทุกรายมีการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญทั้งในคอร์เทกซ์ (การฝ่อ การไม่บิดตัว การเปลี่ยนแปลงของสีและการเต้นของเนื้อสมอง) และเยื่อหุ้มสมอง (เยื่อดูราหนาขึ้น เยื่ออะแร็กนอยด์หนาขึ้นอย่างมีนัยสำคัญโดยมีหลอดเลือดของตัวเอง เยื่อหุ้มผสานกับเนื้อสมองด้านล่าง) การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เด่นชัดมากขึ้นในผู้ป่วยที่มีประวัติการอักเสบของสมอง ในผู้ป่วยที่ขาดออกซิเจนในระบบประสาทส่วนกลาง การเปลี่ยนแปลงของเนื้อเยื่อสมองที่ฝ่อแบบกระจาย โดยเฉพาะในคอร์เทกซ์ โดยมีช่องว่างใต้เยื่อหุ้มอะแร็กนอยด์เพิ่มขึ้น เป็นหลัก โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในเยื่อหุ้มสมอง ผู้ป่วยครึ่งหนึ่งมีเลือดออกในเนื้อเยื่ออ่อน กระดูก และเนื้อสมองเพิ่มขึ้น หลังจากการผ่าตัด ภายใน 6 เดือนถึง 3 ปี อาการดีขึ้นในผู้ป่วย 16 ราย และยังคงไม่เปลี่ยนแปลงในผู้ป่วย 5 ราย สังเกตการเปลี่ยนแปลงเชิงบวกในทั้งทรงกลมของการเคลื่อนไหวและจิตใจ โทนกล้ามเนื้อลดลงในผู้ป่วย 10 ราย ในผู้ป่วย 11 ราย กิจกรรมการเคลื่อนไหวเพิ่มขึ้น (อัมพาตลดลงการประสานงานการเคลื่อนไหวดีขึ้น) ในเด็ก 5 คน ความสามารถในการจัดการของแขนขาส่วนบนเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ในผู้ป่วย 4 คน ความถี่และความรุนแรงของอาการชักลดลง และในเด็ก 1 คน ไม่มีอาการชักเลยตลอดระยะเวลาสังเกตหลังการผ่าตัด ความก้าวร้าวลดลงในเด็ก 2 คน ในผู้ป่วย 2 คนที่มีความผิดปกติของหลอดเลือดสมองอย่างรุนแรง พฤติกรรมการกลืนดีขึ้น เด็ก 2 คนสามารถเคี้ยวอาหารได้เองแล้ว 2 สัปดาห์หลังการผ่าตัด พบว่าความรุนแรงของความผิดปกติทางจิตลดลง เด็ก 9 คนสงบลงหลังการผ่าตัด การนอนหลับและความสนใจดีขึ้นในผู้ป่วย 7 คน ผู้ป่วย 3 รายที่ได้รับผลกระทบจากกลุ่มอาการอะพาลลิกเริ่มจำพ่อแม่ได้ 1 คนทำตามคำสั่ง 2 คนออกเสียงคำ ใน 3 คน ระดับของอาการพูดไม่ชัดลดลง ผู้เขียนสังเกตว่าอาการของผู้ป่วยดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัด 2 เดือนหลังการผ่าตัด ถึงจุดสูงสุด 5-6 เดือน จากนั้นอัตราการปรับปรุงจะช้าลง และเมื่อสิ้นปี กระบวนการนี้จะคงที่ในผู้ป่วย 50% ผลในเชิงบวกของการปลูกถ่ายเส้นประสาทเป็นพื้นฐานสำหรับการผ่าตัดซ้ำในผู้ป่วย 6 รายที่มีอาการ apallic syndrome แต่เกิดขึ้นที่ซีกสมองอีกซีก เทคนิคและวิธีการของการปลูกถ่ายครั้งที่สองนั้นเหมือนกันกับการผ่าตัดครั้งแรก แต่ผลทางคลินิกของการผ่าตัดครั้งที่สองนั้นต่ำกว่า แม้ว่าจะไม่มีภาวะแทรกซ้อนร้ายแรงเกิดขึ้นหลังจากการผ่าตัดครั้งแรกหรือครั้งที่สองก็ตาม ตามที่ผู้เขียนระบุ กลไกของผลการรักษาของการปลูกถ่ายเส้นประสาทมีความเกี่ยวข้องกับผลทางโภชนาการของเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อนที่ปลูกถ่าย ซึ่งประกอบด้วยการเจริญเติบโต ฮอร์โมน และสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพอื่นๆ จำนวนมากที่กระตุ้นการซ่อมแซมเซลล์ประสาทที่เสียหายและการจัดระเบียบใหม่ของเนื้อเยื่อสมองของผู้รับ ผลการกระตุ้นการทำงานของเซลล์ประสาทที่รักษารูปร่างไว้ก่อนหน้านี้ แต่สูญเสียการทำงานเนื่องจากโรคก็เป็นไปได้เช่นกัน ผลทางโภชนาการของระบบประสาทอย่างรวดเร็วนี้สามารถอธิบายการปรับปรุงการทำงานของหลอดเลือดในเด็กบางคนได้ในช่วงปลายสัปดาห์แรกหรือสัปดาห์ที่สองหลังการผ่าตัด สันนิษฐานว่านอกจากนี้ ในเดือนที่สามหรือสี่ การเชื่อมต่อทางสัณฐานวิทยาจะเกิดขึ้นระหว่างการปลูกถ่ายและสมองของโฮสต์ ซึ่งการปลูกถ่ายประสาทจะเข้ามาแทนที่การทำงานของเซลล์สมองที่ตายแล้ว ซึ่งเป็นสารตั้งต้นในการปรับปรุงการทำงานของทั้งการเคลื่อนไหวและจิตใจของผู้ป่วย เด็กสองคนสามารถเคี้ยวได้เองแล้ว 2 สัปดาห์หลังการผ่าตัด พบว่าความรุนแรงของความผิดปกติทางจิตลดลง เด็กเก้าคนสงบลงหลังการผ่าตัด การนอนหลับและสมาธิดีขึ้นในผู้ป่วยเจ็ดคน ผู้ป่วยสามรายที่เป็นผลจากอาการอะพาลลิกเริ่มจำพ่อแม่ของตนได้ คนหนึ่งจำคำสั่งได้ สองคนจำคำพูดได้ในสามระดับของอาการพูดไม่ชัดลดลง ผู้เขียนสังเกตว่าการปรับปรุงที่เห็นได้ชัดในสภาพของผู้ป่วยเริ่มขึ้น 2 เดือนหลังจากการผ่าตัด ถึงสูงสุด 5-6 เดือน จากนั้นอัตราการปรับปรุงจะช้าลงและภายในสิ้นปีกระบวนการจะคงที่ในผู้ป่วย 50% ผลในเชิงบวกของการปลูกถ่ายเส้นประสาททำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับการผ่าตัดซ้ำในผู้ป่วย 6 รายที่มีผลสืบเนื่องของกลุ่มอาการอะพาลลิก แต่ในซีกสมองอีกซีก เทคนิคและวิธีการของการปลูกถ่ายครั้งที่สองนั้นเหมือนกันกับการผ่าตัดครั้งแรก แต่ผลทางคลินิกของการผ่าตัดครั้งที่สองนั้นต่ำกว่า แม้ว่าจะไม่มีภาวะแทรกซ้อนร้ายแรงหลังจากการผ่าตัดครั้งแรกหรือครั้งที่สองก็ตาม ตามที่ผู้เขียนระบุกลไกของผลการรักษาของการปลูกถ่ายเส้นประสาทมีความเกี่ยวข้องกับผลทางโภชนาการของเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อนที่ปลูกถ่าย ซึ่งประกอบด้วยการเจริญเติบโต ฮอร์โมน และสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพอื่นๆ จำนวนมากที่กระตุ้นการซ่อมแซมเซลล์ประสาทที่เสียหายและการจัดระเบียบใหม่ของเนื้อเยื่อสมองของผู้รับ ผลการกระตุ้นการทำงานของเซลล์ประสาทที่เคยถูกเก็บรักษาไว้ทางสัณฐานวิทยาแต่สูญเสียการทำงานเนื่องจากโรคก็เป็นไปได้เช่นกัน ผลทางโภชนาการของระบบประสาทอย่างรวดเร็วนั้นสามารถอธิบายการปรับปรุงการทำงานของหลอดเลือดสมองในเด็กบางคนได้ตั้งแต่ปลายสัปดาห์แรกหรือสัปดาห์ที่สองหลังการผ่าตัดแล้ว สันนิษฐานว่าภายในเดือนที่สามหรือสี่ การเชื่อมต่อทางสัณฐานวิทยาจะเกิดขึ้นระหว่างการปลูกถ่ายและสมองของโฮสต์ ซึ่งการปลูกถ่ายประสาทจะเข้ามาแทนที่การทำงานของเซลล์สมองที่ตายแล้ว ซึ่งเป็นสารตั้งต้นในการปรับปรุงการทำงานของทั้งระบบการเคลื่อนไหวและจิตใจของผู้ป่วย เด็กสองคนสามารถเคี้ยวได้เองแล้ว 2 สัปดาห์หลังการผ่าตัด พบว่าความรุนแรงของความผิดปกติทางจิตลดลง เด็กเก้าคนสงบลงหลังการผ่าตัด ผู้ป่วยเจ็ดคนนอนหลับและจดจ่อได้ดีขึ้น ผู้ป่วยสามรายที่เป็นผลจากอาการอะพาลลิกซินโดรมเริ่มจำพ่อแม่ได้ คนหนึ่งจำคำสั่งได้ สองคนจำคำพูดได้ และในสามคนระดับของอาการพูดไม่ชัดลดลง ผู้เขียนสังเกตว่าอาการของผู้ป่วยดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัดหลังจากการผ่าตัด 2 เดือน และดีขึ้นสูงสุดภายใน 5-6 เดือน จากนั้นอัตราการปรับปรุงจะช้าลง และเมื่อสิ้นปี กระบวนการจะคงที่ในผู้ป่วย 50% ผลในเชิงบวกของการปลูกถ่ายเส้นประสาทเป็นพื้นฐานสำหรับการผ่าตัดซ้ำในผู้ป่วย 6 รายที่มีอาการ apallic syndrome แต่เกิดขึ้นที่ซีกสมองอีกซีก เทคนิคและวิธีการปลูกถ่ายครั้งที่สองนั้นเหมือนกันกับการผ่าตัดครั้งแรก แต่ผลทางคลินิกของการผ่าตัดครั้งที่สองนั้นต่ำกว่า แม้ว่าจะไม่มีภาวะแทรกซ้อนร้ายแรงหลังจากการผ่าตัดครั้งแรกหรือครั้งที่สองก็ตาม ตามที่ผู้เขียนระบุกลไกของผลการรักษาของการปลูกถ่ายเส้นประสาทเกี่ยวข้องกับผลทางโภชนาการของเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อนที่ปลูกถ่าย ซึ่งประกอบด้วยสารเจริญเติบโต ฮอร์โมน และสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพอื่นๆ จำนวนมากที่กระตุ้นการซ่อมแซมเซลล์ประสาทที่เสียหายและการจัดระเบียบใหม่ของเนื้อเยื่อสมองของผู้รับ ผลการกระตุ้นการทำงานของเซลล์ประสาทที่เคยรักษารูปร่างไว้แต่สูญเสียการทำงานเนื่องจากโรคก็เป็นไปได้เช่นกัน ผลทางโภชนาการของระบบประสาทอย่างรวดเร็วนี้เองที่สามารถอธิบายการปรับปรุงการทำงานของหลอดเลือดสมองในเด็กบางคนได้ในช่วงปลายสัปดาห์แรกหรือสัปดาห์ที่สองหลังการผ่าตัด สันนิษฐานว่าภายในเดือนที่สามหรือสี่ การเชื่อมต่อทางโภชนาการจะเกิดขึ้นระหว่างการปลูกถ่ายและสมองของโฮสต์ ซึ่งการปลูกถ่ายเส้นประสาทจะเข้ามาแทนที่การทำงานของเซลล์สมองที่ตายแล้ว ซึ่งเป็นสารตั้งต้นในการปรับปรุงการทำงานของทั้งระบบการเคลื่อนไหวและจิตใจของผู้ป่วย แม้ว่าจะไม่มีภาวะแทรกซ้อนร้ายแรงเกิดขึ้นหลังจากการผ่าตัดครั้งแรกหรือครั้งที่สองก็ตาม ตามรายงานของผู้เขียน กลไกของผลการรักษาของการปลูกถ่ายเส้นประสาทเกี่ยวข้องกับผลทางโภชนาการของเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อนที่ปลูกถ่าย ซึ่งประกอบด้วยสารที่เจริญเติบโต ฮอร์โมน และสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพอื่นๆ จำนวนมากที่กระตุ้นการซ่อมแซมเซลล์ประสาทที่เสียหายและการจัดระเบียบใหม่ของเนื้อเยื่อสมองของผู้รับ ผลการกระตุ้นการทำงานของเซลล์ประสาทที่เคยถูกเก็บรักษาไว้ทางสัณฐานวิทยา แต่สูญเสียการทำงานเนื่องจากโรคก็เป็นไปได้เช่นกัน ผลทางโภชนาการของระบบประสาทอย่างรวดเร็วนี้เองที่สามารถอธิบายการปรับปรุงการทำงานของหลอดเลือดสมองในเด็กบางคนได้ในช่วงปลายสัปดาห์แรกหรือสัปดาห์ที่สองหลังการผ่าตัด สันนิษฐานว่าภายในเดือนที่สามหรือสี่ การเชื่อมต่อทางโภชนาการจะเกิดขึ้นระหว่างเซลล์ที่ปลูกถ่ายและสมองของโฮสต์ ซึ่งการปลูกถ่ายเส้นประสาทจะเข้ามาแทนที่การทำงานของเซลล์สมองที่ตายแล้ว ซึ่งเป็นสารตั้งต้นในการปรับปรุงการทำงานของทั้งระบบการเคลื่อนไหวและจิตใจของผู้ป่วย แม้ว่าจะไม่มีภาวะแทรกซ้อนร้ายแรงเกิดขึ้นหลังจากการผ่าตัดครั้งแรกหรือครั้งที่สองก็ตาม ตามที่ผู้เขียนได้กล่าวไว้ กลไกของผลการรักษาของการปลูกถ่ายเส้นประสาทนั้นสัมพันธ์กับผลทางโภชนาการของเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อนที่ปลูกถ่าย ซึ่งประกอบด้วยสารที่กระตุ้นการเจริญเติบโต ฮอร์โมน และสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพอื่นๆ จำนวนมากที่กระตุ้นการซ่อมแซมเซลล์ประสาทที่เสียหายและการจัดระเบียบใหม่ของเนื้อเยื่อสมองของผู้รับ นอกจากนี้ ผลการกระตุ้นการทำงานของเซลล์ประสาทที่เคยถูกเก็บรักษาไว้ทางสัณฐานวิทยาแต่สูญเสียการทำงานเนื่องจากโรคก็เป็นไปได้เช่นกันเป็นผลกระทบต่อระบบประสาทอย่างรวดเร็วที่สามารถอธิบายการปรับปรุงการทำงานของหลอดเลือดสมองในเด็กบางคนได้ในช่วงปลายสัปดาห์แรกหรือสัปดาห์ที่สองหลังการผ่าตัด สันนิษฐานว่าภายในเดือนที่สามหรือสี่ การเชื่อมต่อทางสัณฐานวิทยาจะเกิดขึ้นระหว่างสิ่งที่ปลูกถ่ายกับสมองของโฮสต์ ซึ่งเซลล์ประสาทที่ปลูกถ่ายจะเข้ามาแทนที่การทำงานของเซลล์สมองที่ตายแล้ว ซึ่งเป็นสารตั้งต้นในการปรับปรุงการทำงานของทั้งระบบการเคลื่อนไหวและจิตใจของผู้ป่วย

ผลของการปลูกถ่ายเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อนต่อการปรับโครงสร้างใหม่ของการเชื่อมต่อระหว่างนิวรอนได้รับการศึกษาในเชิงทดลอง ผู้เขียนได้ศึกษารูปแบบของการฟื้นฟูการเชื่อมต่อระหว่างแอกซอนแบบโมดูลาร์ในบริเวณที่ได้รับความเสียหายทางกลต่อคอร์เทกซ์สมองในหนูขาวที่มีและไม่มีการปลูกถ่ายเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อนโดยใช้ DIL (1,1-dioctadecyl-3,3,33'-tetramethylindocarbocyanine perchlorate) ที่มีฉลากเรืองแสงไลโปฟิลิกและการสแกนด้วยเลเซอร์แบบคอนโฟคอล พบว่าการนำเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อนเข้าไปในบริเวณที่ได้รับความเสียหายนั้นช่วยให้เกิดการเจริญเติบโตของแอกซอน ซึ่งหลังจากผ่านการปลูกถ่ายแล้วก็จะเชื่อมต่อกับเนื้อเยื่อสมองที่อยู่ติดกัน ในขณะที่หากไม่มีการปลูกถ่ายเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อน บริเวณที่ได้รับความเสียหายจะเป็นอุปสรรคที่ยากจะเอาชนะได้สำหรับการเจริญเติบโตของแอกซอน ในงานวิจัยนี้ ได้ทำการปลูกถ่ายนีโอคอร์เทกซ์ของตัวอ่อน (วันที่ 15-17 ของการตั้งครรภ์) ผลลัพธ์ที่ได้มาจากผู้เขียนเป็นหลักฐานเพิ่มเติมที่สนับสนุนอิทธิพลของการปลูกถ่ายเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อนที่มีต่อการปรับโครงสร้างความสัมพันธ์ระหว่างนิวรอนของโมดูลโครงสร้างและฟังก์ชันที่อยู่ติดกันของเปลือกสมองภายหลังการบาดเจ็บ การปลูกถ่ายเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อนช่วยฟื้นฟูการเชื่อมต่อระหว่างบริเวณที่เสียหายของเปลือกสมองบางส่วนโดยสร้างเงื่อนไขที่เอื้ออำนวยต่อการเจริญเติบโตของแอกซอนในโซนการกระทำของปัจจัยบำรุงประสาทของการปลูกถ่าย การมีอยู่ของผลกระทบดังกล่าวได้รับการพิสูจน์แล้วในเชิงทดลองและมีการกล่าวถึงในเอกสารเป็นหลักฐานของความสามารถในการปรับเปลี่ยนสูงของสมองที่เสียหายของสัตว์ที่โตเต็มวัยทางเพศ ในเรื่องนี้ ปัจจุบันการปลูกถ่ายเซลล์ถือเป็นกลยุทธ์การรักษาที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการฟื้นฟูการทำงานของระบบประสาทส่วนกลางของมนุษย์ที่เสียหาย

ข้อมูลที่ผู้เขียนได้รับเกี่ยวกับประสิทธิภาพของการใช้เนื้อเยื่อประสาทของสมองจากตัวอ่อนเป็นสื่อกลางสำหรับการปลูกถ่ายภายนอกเพื่อการเจริญเติบโตของแอกซอนยืนยันถึงแนวโน้มของการสร้างลิงก์การสื่อสารระหว่างบริเวณที่อยู่ติดกันของสมองที่ยังคงสมบูรณ์ งานศึกษาผลของการปลูกถ่ายเนื้อเยื่อประสาทต่อพลวัตของพารามิเตอร์การทำงานของระบบประสาทส่วนกลางดูเหมือนจะมีความเกี่ยวข้อง งานของงานนี้คือการตรวจสอบผลของการปลูกถ่ายโลคัสซีรูเลียสของตัวอ่อน (LC) ต่อดัชนีการทำงานทางสัณฐานวิทยาของเซลล์ประสาท LC และกิจกรรมการเคลื่อนไหวของผู้รับ ผู้รับคือหนูวิสตาร์เพศเมีย และผู้บริจาคคือเอ็มบริโอของหนูสายพันธุ์เดียวกันอายุ 18 วัน การปลูกถ่าย LC ของตัวอ่อนดำเนินการในโพรงของโพรงสมองที่สาม จากการตรวจทางเนื้อเยื่อวิทยา พบว่าการปลูกถ่ายกราฟต์ในสัตว์ผู้รับ 75% ในกรณีของการปลูกถ่าย การปลูกถ่ายจะอยู่ติดกับผนังโพรงหัวใจ โดยเติมเต็มช่องว่าง 1/5-2/5 และยังมีความสามารถในการดำรงอยู่ได้ หลังจากการผ่าตัด 1 และ 6 เดือน เนื้อเยื่อประสาทที่ปลูกถ่ายจะมีลักษณะทางสัณฐานวิทยา ซึ่งแสดงถึงโครงสร้างที่น่าจะเกิดขึ้นในระหว่างการพัฒนาออนโทเจเนติกส์ตามปกติ กล่าวคือ โครงสร้าง LC ข้อมูลที่ผู้เขียนได้รับระบุว่าในสัตว์ที่ปลูกถ่าย LC anlage ของตัวอ่อน กิจกรรมไดนามิกจะเปลี่ยนไปและกิจกรรมเมทริกซ์ของโครมาตินของนิวเคลียสเซลล์ LC จะเพิ่มขึ้น ดังนั้น กิจกรรมของเซลล์ประสาทใน LC ของตัวเองจึงเพิ่มขึ้น แต่เซลล์ที่ปลูกถ่ายที่ปลูกถ่ายยังมีการทำงานอยู่ด้วย เป็นที่ทราบกันดีว่าบริเวณที่เรียกว่าบริเวณการเคลื่อนไหวในสมองส่วนกลางนั้นแทบจะตรงกับตำแหน่งของ LC ผู้เขียนเชื่อว่าพื้นฐานของการเปลี่ยนแปลงในกิจกรรมการเคลื่อนไหวของหนูผู้รับคือการกระตุ้นเซลล์ LC ทั้งของเซลล์ LC เองและเซลล์ที่ปลูกถ่าย โดยมีการปลดปล่อยนอร์เอพิเนฟรินจำนวนมาก ซึ่งรวมถึงในส่วนของไขสันหลังด้วย ดังนั้น จึงสันนิษฐานว่าการเพิ่มขึ้นของกิจกรรมการเคลื่อนไหวของหนูภายใต้เงื่อนไขของการปลูกถ่าย LC เข้าไปในสมองที่สมบูรณ์ของสัตว์เกิดจากการมีการปลูกถ่ายที่ใช้งานได้ซึ่งผสานเข้ากับสมองของผู้รับและมีส่วนช่วยในการกระตุ้นกิจกรรมการเคลื่อนไหวของหนู

นอกจากนี้ ยังแสดงให้เห็นว่าเซลล์ประสาทที่ปลูกถ่ายจากเซลล์ต้นกำเนิดของตัวอ่อนของนีโอคอร์เทกซ์และไขสันหลังสามารถอยู่รอดและแยกความแตกต่างเป็นเซลล์ประสาทได้ภายใน 1-2 เดือนหลังจากการปลูกถ่ายเซลล์ประสาทเหล่านั้นเข้าไปในเส้นประสาทเซียติกที่เสียหายของหนูโตเต็มวัย เมื่อศึกษาพลวัตของการพัฒนาของเซลล์ประสาทที่มี NADPH บวกของตัวอ่อนของนีโอคอร์เทกซ์และไขสันหลังของหนูในอัลโลเกรฟต์เฮเทอโรโทปิก (ตัวอ่อนหนูอายุ 15 วัน) พบว่าการปลูกถ่ายเซลล์ประสาท 70 ถึง 80% เกิดขึ้นบนส่วนตามยาวผ่านเส้นประสาทเซียติกของหนูที่รับการปลูกถ่าย ซึ่งขึ้นอยู่กับระยะเวลาการสังเกต เซลล์ประสาทแบบยูนิโพลาร์และไบโพลาร์ที่มีนิวเคลียสเบาโค้งมนและนิวคลีโอลัสหนึ่งหรือสองนิวคลีโอลัสเริ่มก่อตัวในกราฟต์หนึ่งสัปดาห์หลังการผ่าตัด ซึ่งมาพร้อมกับการก่อตัวของคลัสเตอร์ ผู้เขียนไม่สามารถตรวจพบเซลล์ที่มี NADPH diaphorase (NADPH-d) ในกลุ่มเซลล์ประสาทได้ หลังจากผ่านไป 7 วัน พบว่ามีเพียงองค์ประกอบของหลอดเลือดเท่านั้นที่มี NADPH บวก ซึ่งได้แก่ เซลล์เยื่อบุหลอดเลือดฝอยในความหนาของการปลูกถ่าย ตลอดจนเซลล์เยื่อบุหลอดเลือดและเซลล์กล้ามเนื้อเรียบของเส้นประสาทเซียติกของผู้รับการปลูกถ่าย เนื่องจากในเซลล์กล้ามเนื้อเรียบของหลอดเลือด การเหนี่ยวนำของ NO synthase (NOS) เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของ IL-1 ผู้เขียนจึงเชื่อมโยงการปรากฏตัวของเซลล์กล้ามเนื้อเรียบที่มี NADPH บวกในหลอดเลือดของเส้นประสาทเซียติกกับการมีอยู่ของ IL-1 ที่สังเคราะห์ขึ้นในลำต้นประสาทที่ได้รับความเสียหาย เป็นที่ทราบกันดีว่าการสร้างเซลล์ประสาทภายใต้เงื่อนไขของการปลูกถ่ายเซลล์พื้นฐานของสมองตัวอ่อนเกิดขึ้นพร้อมๆ กับการพัฒนาของเซลล์ประสาทในตำแหน่งเดิม ผลการศึกษาทางสัณฐานวิทยาบ่งชี้ว่าการแบ่งแยกองค์ประกอบของเซลล์ประสาทบางส่วนจากการปลูกถ่าย 7 วันหลังการปลูกถ่ายสอดคล้องกับการแบ่งแยกของเซลล์ในส่วนที่คล้ายกันของสมองของหนูแรกเกิด ดังนั้นภายใต้เงื่อนไขของการปลูกถ่ายเฮเทอโรโทปิกเข้าไปในเส้นประสาทส่วนปลาย เซลล์ประสาทเอ็มบริโอที่ปลูกถ่ายจะแสดงความสามารถในการสังเคราะห์ NADPH-d ในกรณีนี้ จะพบเซลล์ประสาทที่มี NADPH-d มากขึ้นในไขสันหลังมากกว่าในนีโอคอร์เทกซ์ที่ปลูกถ่าย แต่การสังเคราะห์ไนตริกออกไซด์ในเซลล์ประสาทที่ปลูกถ่ายจะเริ่มขึ้นช้ากว่าในระหว่างการพัฒนาในแหล่งกำเนิด ใน CNS ของสัตว์มีกระดูกสันหลัง เซลล์ NOS ที่เป็นบวกจะปรากฏขึ้นแล้วในช่วงก่อนคลอด เชื่อกันว่า NO ส่งเสริมการสร้างการเชื่อมต่อแบบซินแนปส์ในสมองที่กำลังพัฒนา และการมีอยู่ของเส้นใยประสาทรับความรู้สึกที่เป็นบวกของ NOS ซึ่งให้การสังเคราะห์ NO ในนิวโรบลาสต์ของสมองน้อยจะกระตุ้นการอพยพและการแบ่งตัวของเซลล์ประสาท ซึ่งทำให้โครงสร้างเซลล์สมองปกติเกิดขึ้น NO มีบทบาทสำคัญในการสร้างซินแนปส์ในเทกตัม - มีเพียงเซลล์ประสาทที่มีการเชื่อมต่อแบบซินแนปส์กับเซลล์เรตินาเท่านั้นที่เป็นบวกของ NOS

เป็นที่ทราบกันดีว่าไนตริกออกไซด์เป็นตัวควบคุมกิจกรรมของสมองชนิดหนึ่ง ซึ่งเกิดขึ้นจากอาร์จินีนภายใต้อิทธิพลของ NO synthase ซึ่งมีกิจกรรม diaphorase ในระบบประสาทส่วนกลาง NO ถูกสังเคราะห์ในเซลล์เยื่อบุผนังหลอดเลือด ไมโครเกลีย แอสโตรไซต์ และเซลล์ประสาทของส่วนต่างๆ ของสมอง หลังจากได้รับบาดเจ็บที่สมองจากอุบัติเหตุ ตลอดจนในระหว่างภาวะขาดออกซิเจนและขาดเลือด จะสังเกตเห็นการเพิ่มขึ้นของจำนวนเซลล์ประสาทที่มี NO ซึ่งเป็นหนึ่งในตัวควบคุมการไหลเวียนเลือดในสมอง เมื่อพิจารณาจากความสามารถของ NO ในการเหนี่ยวนำไซแนปส์ การศึกษาการก่อตัวของเซลล์ที่มี NO ในสภาวะของการปลูกถ่ายประสาทโดยมีพื้นหลังเป็นการบาดเจ็บต่อเนื้อเยื่อประสาทของผู้รับจึงมีความน่าสนใจเป็นพิเศษ

การศึกษาผลกระทบของการปลูกถ่ายประสาทต่อแบบแผนพฤติกรรมสะท้อนกลับแบบมีเงื่อนไขก็มีความสำคัญไม่แพ้กัน ในการทดลองศึกษาผลกระทบของการปลูกถ่ายเนื้อเยื่อโคเอรูเลียสของตัวอ่อน (อายุครรภ์ 17-19 วัน) เข้าในสมองและในระยะไกล (ระหว่าง CII และ CIII) ต่อกระบวนการความจำและปริมาณคาเทโคลามีนในหนูที่มีการทำลายนีโอคอร์เทกซ์ส่วนหน้าและขมับ พบว่าความเสียหายจากอิเล็กโทรไลต์ต่อคอร์เทกซ์ส่วนหน้าและขมับของสมองจะทำลายแบบแผนของปฏิกิริยาทางอารมณ์สะท้อนกลับแบบมีเงื่อนไขของการหลีกเลี่ยง (ความจำ) ทำให้กิจกรรมทางสรีรวิทยาอ่อนแอลง ลดปริมาณของนอร์เอพิเนฟรินในโซนนีโอคอร์เทกซ์ที่จับตัวเป็นก้อน แต่จะเพิ่มระดับในไฮโปทาลามัส ซึ่งพบว่าความเข้มข้นของอะดรีนาลีนลดลง แม้ว่าปริมาณอะดรีนาลีนในเลือดและต่อมหมวกไตจะเพิ่มขึ้นก็ตาม

ผลจากการปลูกถ่ายเนื้อเยื่อ locus coeruleus ของตัวอ่อนเข้าในสมอง ทำให้แบบแผนของปฏิกิริยาหลีกเลี่ยงอารมณ์แบบมีเงื่อนไขซึ่งถูกขัดขวางโดยความเสียหายจากไฟฟ้าในบริเวณ frontotemporal ของเปลือกสมองกลับได้รับการฟื้นฟูในสัตว์ 81.4% ปริมาณอะดรีนาลีนในเรตินูลัมฟอร์เมชันของสมองกลาง ไฮโปทาลามัส และนีโอคอร์เทกซ์กลับมาเป็นปกติ และเพิ่มระดับในฮิปโปแคมปัสด้วย ซึ่งรวมกับการลดลงของความเข้มข้นของอะดรีนาลีนในเลือด

การปลูกถ่ายเนื้อเยื่อโลคัสซีรูเลอัสของตัวอ่อนจากระยะไกลไม่เพียงแต่ช่วยฟื้นฟูความจำเสื่อมของปฏิกิริยาการหลีกเลี่ยงอารมณ์แบบมีเงื่อนไขในหนูที่มีความเสียหายจากอิเล็กโทรไลต์ที่คอร์เทกซ์ส่วนหน้าและขมับเท่านั้น แต่ยังเพิ่มปริมาณของนอร์เอพิเนฟรินและอะดรีนาลีน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในไฮโปทาลามัส เลือด ต่อมหมวกไต และหัวใจ สันนิษฐานว่าสาเหตุเกิดจากการสร้างหลอดเลือดของเนื้อเยื่อที่ปลูกถ่าย การแทรกซึมของสารสื่อประสาทเข้าสู่กระแสเลือด การผ่านด่านกั้นเลือด-สมอง และการกระตุ้นกลไกการนำอะดรีนาลีนและนอร์เอพิเนฟรินกลับคืนมาโดยการดูดซึมชนิดที่ 1, 2, 3 ผู้เขียนเชื่อว่าการรักษาระดับนอร์เอพิเนฟรินให้คงที่ในระยะยาวภายใต้เงื่อนไขการฝังและการทำงานของเนื้อเยื่อที่ปลูกถ่ายนั้นสามารถพิจารณาได้ว่าเป็นปรากฏการณ์ที่เซลล์ประสาทของโลคัสซีรูเลอัสจะปลดปล่อยนอร์เอพิเนฟรินในปริมาณน้อยที่สุด

ผลทางคลินิกเชิงบวกของการปลูกถ่ายเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อนอาจเกิดจากความสามารถของหลังในการมีอิทธิพลต่อกระบวนการของเนื้องอกหลอดเลือด ซึ่งปัจจัยการเจริญเติบโตและไซโตไคน์มีส่วนร่วมโดยตรงในการควบคุม การสร้างหลอดเลือดถูกกระตุ้นโดยปัจจัยการเจริญเติบโตของหลอดเลือด - ปัจจัยการเจริญเติบโตของหลอดเลือดเอนโดทีเลียม (VEGF), FGF, PDGF และ TGF ซึ่งสังเคราะห์ขึ้นระหว่างภาวะขาดเลือด ซึ่งทำหน้าที่เป็นช่วงเวลาเริ่มต้นของการสร้างหลอดเลือดใหม่ ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าการลดลงของศักยภาพในการเจริญเติบโตของหลอดเลือดเกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการชราของร่างกาย ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการเกิดโรคต่างๆ เช่น โรคหลอดเลือดหัวใจและหลอดเลือดแดงแข็งที่ทำลายล้างบริเวณขาส่วนล่าง ภาวะขาดเลือดของเนื้อเยื่อยังเกิดขึ้นในโรคอื่นๆ อีกมากมาย การนำปัจจัยสร้างหลอดเลือดเข้าสู่บริเวณที่ขาดเลือด (การสร้างหลอดเลือดเพื่อการรักษา) จะช่วยกระตุ้นการเจริญเติบโตของหลอดเลือดในเนื้อเยื่อที่ขาดเลือด และปรับปรุงระบบไหลเวียนโลหิตเนื่องจากการพัฒนาของการไหลเวียนข้างเคียง ซึ่งจะช่วยเพิ่มกิจกรรมการทำงานของอวัยวะที่ได้รับผลกระทบในที่สุด

VEGF และ FGF ถือเป็นยาที่มีแนวโน้มดีที่สุดสำหรับการใช้ทางคลินิก ผลการศึกษาแบบสุ่มครั้งแรกนั้นน่าพอใจ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากเลือกขนาดยาและวิธีการให้ปัจจัยสร้างหลอดเลือดที่เหมาะสม ในเรื่องนี้ ได้มีการประเมินกิจกรรมการสร้างหลอดเลือดของสารสกัดที่แยกได้จากเนื้อเยื่อสมองของตัวอ่อนมนุษย์ในเชิงทดลอง โดยใช้สารที่แท้งแล้วซึ่งได้มาในสัปดาห์ที่ 20 ของการตั้งครรภ์และประมวลผลตามวิธีการของ I. Maciog et al. (1979) ซึ่งดัดแปลงโดย IC ANRF ยานี้เป็นยาที่มีลักษณะคล้ายกับ "อาหารเสริมเพื่อการเจริญเติบโตของเซลล์เยื่อบุผนังหลอดเลือด" ("Sigma") และเป็นส่วนผสมตามธรรมชาติของปัจจัยสร้างหลอดเลือดในมนุษย์ ซึ่งรวมถึง VEGF และ FGF การทดลองดำเนินการกับหนูทดลองที่มีภาวะขาดเลือดที่ขาหลังและเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อหัวใจ จากการศึกษากิจกรรมของฟอสฟาเตสอัลคาไลน์ในสัตว์ทดลองที่ได้รับสารสกัดเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อน พบว่าจำนวนเส้นเลือดฝอยต่อหน่วยพื้นที่ของกล้ามเนื้อหัวใจเพิ่มขึ้น ทั้งในส่วนตามยาวและตามขวางของหัวใจ กิจกรรมการสร้างหลอดเลือดของยานี้แสดงให้เห็นได้จากการให้ยาโดยตรงที่บริเวณที่ขาดเลือด รวมถึงในกรณีของการให้ยาแบบระบบ (ฉีดเข้ากล้ามเนื้อ) ซึ่งส่งผลให้พื้นที่เฉลี่ยของแผลเป็นหลังกล้ามเนื้อหัวใจตายลดลง

ในการปลูกถ่ายเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อนทุกรูปแบบ การเลือกอายุครรภ์ของวัสดุจากตัวอ่อนที่ปลูกถ่ายให้ถูกต้องนั้นมีความสำคัญอย่างยิ่ง การวิเคราะห์เปรียบเทียบประสิทธิภาพของการเตรียมเซลล์จาก mesencephalon ด้านท้องของตัวอ่อนของตัวอ่อนหนูอายุ 8, 14 และ 16-17 วัน สามเดือนหลังการปลูกถ่ายเซลล์ประสาทเข้าไปในช่องว่างระหว่างลายกับหนูโตเต็มวัยที่เป็นโรคพาร์กินสันในการทดสอบอัตโนมัติของความไม่สมมาตรของการเคลื่อนไหวที่เกิดจากอะโพมอร์ฟีน พบว่าการเตรียมเซลล์จากระบบประสาทส่วนกลางจากตัวอ่อนอายุ 8 วันมีประสิทธิภาพสูงกว่าอย่างมีนัยสำคัญ และจากเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อนอายุ 16-17 วันมีประสิทธิภาพต่ำที่สุด ข้อมูลที่ได้มีความสัมพันธ์กับผลการวิเคราะห์ฮิสโตมอร์โฟโลยี โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับขนาดของการปลูกถ่าย ความรุนแรงของปฏิกิริยาของเซลล์เกลีย และจำนวนเซลล์ประสาทโดพามีนในเซลล์เหล่านั้น

ความแตกต่างในผลการรักษาของเซลล์เนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อนอาจเกี่ยวข้องกับทั้งระดับของความไม่เจริญเต็มที่และการมุ่งมั่นของเซลล์เองและการตอบสนองที่แตกต่างกันต่อปัจจัยการเจริญเติบโตที่ปล่อยออกมาในบริเวณที่ได้รับความเสียหายจากเซลล์ประสาทโดปามีน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ผลของ EGF และ FGF2 ต่อการพัฒนาของเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทแบบโทรสมองในร่างกายเกิดขึ้นในระยะต่างๆ ของการสร้างตัวอ่อน เซลล์เยื่อบุผิวประสาทของตัวอ่อนหนูอายุ 8.5 วัน เมื่อเพาะเลี้ยงในหลอดทดลองในอาหารเลี้ยงเชื้อที่ไม่มีซีรั่ม จะขยายพันธุ์เมื่อมี FGF2 แต่ไม่เติบโตใน EGF ซึ่งเฉพาะกลุ่มเซลล์ต้นกำเนิดที่แยกจากสมองของตัวอ่อนในระยะพัฒนาการที่มากขึ้นเท่านั้นที่จะตอบสนองต่อ FGF2 ในเวลาเดียวกัน เซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทจะขยายพันธุ์ตอบสนองต่อไมโตเจนเหล่านี้แต่ละตัวและเพิ่มการเจริญเติบโตอย่างเป็นสารเติมแต่งในกรณีที่เติม EGF และ FGF2 ลงในอาหารเลี้ยงเชื้อที่มีความหนาแน่นของเซลล์เพาะเลี้ยงต่ำ เซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทที่ตอบสนองต่อ EGF จากโซนเจริญของเอ็มบริโอหนูอายุ 14.5 วันถือเป็นลูกหลานเชิงเส้นของเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทที่ตอบสนองต่อ FGF ซึ่งปรากฏครั้งแรกหลังจากตั้งครรภ์ได้ 8.5 วัน ฟีโนไทป์ที่เป็นไปได้ของเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทและเซลล์ตั้งต้นขึ้นอยู่กับผลกระทบที่ซับซ้อนของสภาพแวดล้อมจุลภาคของเซลล์เหล่านั้น อิมมูโนฟีโนไทป์ของเซลล์ประสาทจากโซนรอบโพรงสมองและฮิปโปแคมปัสของเอ็มบริโอมนุษย์อายุ 8-12 และ 17-20 สัปดาห์โดยใช้ไซโตฟลูออโรเมทรีแบบไหลเผยให้เห็นความแปรปรวนอย่างมีนัยสำคัญที่เกี่ยวข้องกับทั้งอายุครรภ์และลักษณะทางโครงสร้างของแต่ละบุคคลของไบโอแมทีเรียล เมื่อเซลล์ตั้งต้นของระบบประสาทเหล่านี้ถูกเพาะเลี้ยงในอาหารเลี้ยงเชื้อที่ปราศจากซีรั่มแบบเลือกสรรที่มี EGF, FGF2 และ NGF จะเกิดนิวโรสเฟียร์ในอัตราที่ขึ้นอยู่กับอายุครรภ์อย่างมีนัยสำคัญ เซลล์จากส่วนต่างๆ ของสมองของเอ็มบริโอมนุษย์อายุ 5-13 สัปดาห์ เมื่อเพาะเลี้ยงด้วย FGF2 เป็นเวลาสั้นๆ ในเซลล์โมโนเลเยอร์บนพื้นผิวลามินินที่มีปัจจัยการเจริญเติบโตในปริมาณเล็กน้อย เซลล์จะคงการแบ่งตัวเป็นเวลา 6 สัปดาห์โดยมีเปอร์เซ็นต์เซลล์เนสตินบวกสูง โดยมีเซลล์ที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติพร้อมเครื่องหมายของการแบ่งตัวของเซลล์ประสาททั้งสามสาย เซลล์ที่แยกจากเมเซนเซฟาลอนของเอ็มบริโอมนุษย์ในช่วงตั้งครรภ์เกิน 13 สัปดาห์ ขยายพันธุ์ภายใต้อิทธิพลของ EGF และยังสร้างนิวโรสเฟียร์อีกด้วย ผลการทำงานร่วมกันเกิดขึ้นได้จากการใช้ EGF และ FGF2 ร่วมกัน การแบ่งตัวของเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทที่รุนแรงที่สุดด้วยการสร้างนิวโรสเฟียร์สังเกตได้เมื่อเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อคอร์เทกซ์ของเอ็มบริโอมนุษย์อายุ 6-8 สัปดาห์ในเนื้อเยื่อที่มี EGF2, IGF1 และซีรั่มม้า 5% บนพื้นผิวที่มีไฟโบนิคติน

ควรสังเกตว่าคำถามเกี่ยวกับอายุครรภ์และส่วนของ CNS ของตัวอ่อน ซึ่งเป็นเนื้อเยื่อที่ต้องการใช้เพื่อการปลูกถ่ายประสาท ยังคงไม่มีคำตอบ คำถามเหล่านี้ควรค้นหาในกระบวนการสร้างเซลล์ประสาทของสมองที่กำลังพัฒนา ซึ่งดำเนินต่อไปตลอดช่วงก่อนคลอด ซึ่งเป็นช่วงที่เยื่อบุผิวของท่อประสาทสร้างโครงสร้างหลายชั้น เชื่อกันว่าแหล่งที่มาของเซลล์ต้นกำเนิดและเซลล์ประสาทใหม่คือเซลล์เรเดียลเกลีย ซึ่งประกอบด้วยเซลล์ที่ยาวและมีกระบวนการยาวที่มุ่งในแนวรัศมีสัมพันธ์กับผนังของถุงน้ำในสมองและสัมผัสกับพื้นผิวด้านในของโพรงสมองและพื้นผิวด้านนอกของผนังสมอง ก่อนหน้านี้ เซลล์เรเดียลเกลียได้รับมอบหมายให้ทำหน้าที่เฉพาะเป็นเส้นทางประสาทที่เซลล์ประสาทจะอพยพจากบริเวณท้องไปยังส่วนผิวเผิน และยังได้รับมอบหมายให้มีบทบาทเป็นโครงกระดูกในกระบวนการสร้างโครงสร้างลามินาร์ที่ถูกต้องของคอร์เทกซ์อีกด้วย ปัจจุบัน ได้มีการพิสูจน์แล้วว่าเมื่อพัฒนาการดำเนินไป เซลล์เรเดียลเกลียจะแบ่งตัวเป็นเซลล์รูปดาว เซลล์เรเดียลเกลียในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมส่วนใหญ่จะลดลงทันทีหลังคลอด อย่างไรก็ตาม ในสัตว์ที่เซลล์เรเดียลเกลียยังคงอยู่จนถึงวัยผู้ใหญ่ เซลล์ประสาทจะเกิดขึ้นอย่างแข็งขันในช่วงหลังคลอด

ในวัฒนธรรม เซลล์เกลียเรเดียลจากนีโอคอร์เทกซ์ของเอ็มบริโอในสัตว์ฟันแทะสร้างเซลล์ประสาทและเซลล์เกลีย โดยเซลล์ประสาทจะถูกสร้างขึ้นส่วนใหญ่ในช่วงอายุครรภ์ 14 ถึง 16 วันของการพัฒนาเอ็มบริโอ (ช่วงที่มีความเข้มข้นสูงสุดของการสร้างเซลล์ประสาทในคอร์เทกซ์สมองของหนูและหนูตะเภา) ในวันที่ 18 ของการสร้างเอ็มบริโอ การแบ่งเซลล์จะเปลี่ยนไปเป็นการสร้างแอสโตรไซต์ โดยจำนวนเซลล์ประสาทที่เพิ่งสร้างใหม่จะลดลงอย่างมีนัยสำคัญ การติดฉลากเซลล์เกลียเรเดียลด้วย GFP ทำให้สามารถตรวจจับการแบ่งเซลล์ที่ติดฉลากแบบไม่สมมาตรในโพรงของถุงในสมองของเอ็มบริโอหนูอายุ 15 ถึง 16 วัน โดยพบเซลล์ลูกที่มีลักษณะทางภูมิคุ้มกันและไฟฟ้าเคมีของนิวโรบลาสต์ ที่น่าสังเกตคือ จากผลการสังเกตแบบไดนามิก พบว่าเซลล์ประสาทที่เกิดใหม่จะใช้เซลล์แม่ของเซลล์เกลียในแนวรัศมีในการอพยพไปยังพื้นผิวของเปลือกสมอง

เครื่องหมายภายในของเซลล์เกลียเรเดียลคือโปรตีนของเส้นใยกลางที่ชื่อว่าเนสติน โดยใช้หลักการเรียงลำดับด้วยกระแสฟลูออเรสเซนต์ของเซลล์ที่ติดฉลากด้วยเรโทรไวรัสที่เกี่ยวข้องกับ GFP และแสดงออกภายใต้การควบคุมของเนสติน แสดงให้เห็นว่าเซลล์ต้นกำเนิดของเดนเทตไจรัสและฮิลัสของฮิปโปแคมปัสของมนุษย์ (วัสดุที่ได้รับระหว่างการผ่าตัดโรคลมบ้าหมู) แสดงออกถึงเนสติน ดังนั้น เซลล์เหล่านี้จึงจัดอยู่ในเซลล์เกลียเรเดียล ซึ่งในมนุษย์ เช่นเดียวกับในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่นๆ จะถูกเก็บรักษาไว้ในเดนเทตไจรัสเท่านั้น

ในเวลาเดียวกัน ประสิทธิภาพของการปลูกถ่ายเซลล์นั้นไม่ได้ขึ้นอยู่กับความสามารถในการมีชีวิตของเซลล์ผู้บริจาค ศักยภาพในการแบ่งตัวของเซลล์ และความสามารถในการแทนที่เซลล์ที่บกพร่องเท่านั้น แต่ขึ้นอยู่กับการอพยพแบบกำหนดทิศทางของเซลล์ด้วย การบูรณาการการทำงานเต็มรูปแบบของเซลล์ที่ปลูกถ่ายนั้นขึ้นอยู่กับความสามารถในการอพยพของเซลล์ โดยไม่รบกวนโครงสร้างเซลล์ของสมองของผู้รับ เนื่องจากเซลล์เรเดียลเกลียจะหดตัวเกือบหมดในช่วงหลังคลอด จึงจำเป็นต้องค้นหาว่าเซลล์ผู้บริจาคสามารถอพยพจากบริเวณที่ปลูกถ่ายไปยังบริเวณที่สมองได้รับความเสียหายในผู้รับที่เป็นผู้ใหญ่ได้อย่างไร การอพยพของเซลล์ไปยังระบบประสาทส่วนกลางมีอยู่ 2 รูปแบบ ซึ่งไม่ขึ้นอยู่กับเซลล์เรเดียลเกลีย ได้แก่ ปรากฏการณ์การอพยพแบบสัมผัสหรือการเคลื่อนที่ของเซลล์ประสาทในระหว่างการพัฒนาของเปลือกสมองในแนวตั้งฉากกับเครือข่ายเซลล์เรเดียลเกลีย รวมถึงการอพยพแบบ "เรียงแถว" หรือ "ตามสายโซ่" โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การอพยพของเซลล์ต้นกำเนิดประสาทจากบริเวณใต้โพรงจมูกด้าน rostral ไปยังหลอดรับกลิ่นเกิดขึ้นเป็นลำดับของเซลล์ที่อยู่ติดกันแน่นหนาซึ่งล้อมรอบด้วยเซลล์เกลีย เชื่อกันว่าเซลล์เหล่านี้ใช้เซลล์พันธมิตรเป็นพื้นผิวการอพยพ และตัวควบคุมหลักของการโต้ตอบระหว่างเซลล์ดังกล่าวคือ PSA-NCAM (โมเลกุลการยึดเกาะของเซลล์ประสาทที่มีโพลิไซอะลิเลต) ดังนั้น การอพยพของเซลล์ประสาทจึงไม่จำเป็นต้องมีส่วนร่วมของเซลล์เกลียเรเดียลหรือการเชื่อมต่อของแอกซอนที่มีอยู่ก่อน การเคลื่อนที่ของเซลล์นอกเรเดียลในลักษณะ "สาย" ตามแนวการอพยพด้าน rostral จะคงอยู่ตลอดชีวิต ซึ่งบ่งชี้ถึงความเป็นไปได้จริงในการส่งมอบเซลล์ต้นกำเนิดประสาทที่ปลูกถ่ายไปยังระบบประสาทที่สมบูรณ์

มีสมมติฐานเกี่ยวกับการมีอยู่ของเซลล์ต้นกำเนิดในพัฒนาการของสมอง โดยระบุว่าในระยะเริ่มแรกของการพัฒนาสมอง เซลล์ต้นกำเนิดเป็นเซลล์เยื่อบุผิวประสาท ซึ่งเมื่อเจริญเติบโตเต็มที่ เซลล์เหล่านี้จะแยกตัวเป็นเซลล์เรเดียลเกลีย ในวัยผู้ใหญ่ เซลล์ที่มีลักษณะเหมือนเซลล์แอสโตรไซต์จะทำหน้าที่ของเซลล์ต้นกำเนิด แม้ว่าจะมีข้อโต้แย้งอยู่หลายประการ (ข้อขัดแย้งเกี่ยวกับเซลล์ต้นกำเนิดของฮิปโปแคมปัส รวมถึงส่วนลึกของสมองที่ไม่มีคอร์เทกซ์เป็นชั้นๆ และพัฒนามาจากตุ่มของทาลามัส ซึ่งไม่มีเซลล์เรเดียลเกลีย) แต่แนวคิดที่ชัดเจนและเรียบง่ายเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงที่สม่ำเสมอในฟีโนไทป์ของเซลล์ต้นกำเนิดตลอดพัฒนาการนั้นดูน่าสนใจมาก

อิทธิพลของปัจจัยไมโครเอนไวรอนเมนต์ต่อการกำหนดและการแบ่งตัวของเซลล์ประสาทที่แยกตัวได้ในภายหลังได้รับการพิสูจน์อย่างชัดเจนโดยการปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดของไขสันหลังของหนูที่โตเต็มที่ไปยังบริเวณต่างๆ ของระบบประสาทที่โตเต็มที่ เมื่อปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดเข้าไปในเดนเทตไจรัสหรือไปยังบริเวณการอพยพของเซลล์ประสาทในหลอดรับกลิ่น พบว่าเซลล์ที่ปลูกถ่ายมีการอพยพอย่างแข็งขัน โดยสร้างเซลล์ประสาทจำนวนมาก การปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดเข้าไปในไขสันหลังและบริเวณเขาแอมมอนส่งผลให้เกิดการสร้างแอสโตรไซต์และโอลิโกเดนโดรไซต์ ในขณะที่การปลูกถ่ายเข้าไปในเดนเทตไจรัสส่งผลให้เกิดการสร้างไม่เฉพาะเซลล์เกลียเท่านั้น แต่ยังรวมถึงเซลล์ประสาทด้วย

ในหนูโตเต็มวัย จำนวนเซลล์ที่แบ่งตัวในเดนเทต ไจรัสอาจสูงถึงหลายพันเซลล์ต่อวัน ซึ่งน้อยกว่า 1% ของจำนวนเซลล์เม็ดทั้งหมด เซลล์ประสาทคิดเป็น 50-90% ของเซลล์ เซลล์แอสโทไซต์ และเซลล์เกลียอื่นๆ ซึ่งคิดเป็นประมาณ 15% เซลล์ที่เหลือไม่มีคุณสมบัติแอนติเจนของเซลล์ประสาทและเซลล์เกลีย แต่มีแอนติเจนของเซลล์บุผนังหลอดเลือด ซึ่งบ่งชี้ถึงความสัมพันธ์ที่ใกล้ชิดระหว่างการสร้างเซลล์ประสาทและการสร้างหลอดเลือดใหม่ในเดนเทต ไจรัส ผู้สนับสนุนความเป็นไปได้ของการแบ่งตัวของเซลล์บุผนังหลอดเลือดเป็นเซลล์ตั้งต้นของเซลล์ประสาทอ้างถึงความสามารถของเซลล์บุผนังหลอดเลือดในการสังเคราะห์ BDNF ในหลอดทดลอง

ความเร็วของการประกอบตัวเองของวงจรประสาทนั้นน่าประทับใจ: ในระหว่างการแบ่งตัว เซลล์ตั้งต้นของเซลล์เม็ดเลือดจะอพยพไปยังเดนเทต ไจรัส และสร้างกระบวนการที่เติบโตไปทางโซน SAZ ของเขาของแอมมอนและสร้างไซแนปส์กับเซลล์ประสาทยับยั้งแบบพีระมิดกลูตาเมตและแบบแทรกแซง เซลล์เม็ดเลือดที่สร้างขึ้นใหม่จะถูกรวมเข้ากับวงจรประสาทที่มีอยู่ภายใน 2 สัปดาห์ และไซแนปส์แรกจะปรากฏขึ้นเร็วที่สุด 4-6 วันหลังจากการเกิดขึ้นของเซลล์ใหม่ จากการให้ BrdU หรือ 3H-thymidine บ่อยครั้ง (หนึ่งในวิธีการระบุเซลล์ต้นกำเนิดของผู้ใหญ่) แก่สัตว์ที่โตเต็มวัย พบเซลล์ประสาทและแอสโตรไซต์ที่มีป้ายกำกับจำนวนมากในเขาของแอมมอน ซึ่งบ่งชี้ถึงความเป็นไปได้ในการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ไม่เพียงแต่ในเดนเทต ไจรัสเท่านั้น แต่ยังรวมถึงส่วนอื่นๆ ของฮิปโปแคมปัสด้วย ความสนใจในกระบวนการแบ่งตัว การแยกความแตกต่าง และการตายของเซลล์ในเดนเตต ไจรัสของฮิปโปแคมปัสของสมองที่สมบูรณ์นั้นเกิดจากข้อเท็จจริงที่ว่าเซลล์ประสาทที่เกิดขึ้นที่นี่นั้นจะอยู่ในบริเวณสำคัญบริเวณหนึ่งของฮิปโปแคมปัส ซึ่งมีหน้าที่รับผิดชอบในกระบวนการเรียนรู้และความจำ

ดังนั้น จึงได้มีการพิสูจน์ในปัจจุบันว่าเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทมีต้นกำเนิดมาจากเซลล์ของโซนใต้เยื่อบุโพรงสมองด้านข้างของสัตว์ฟันแทะที่โตเต็มวัย เซลล์เหล่านี้จะอพยพไปตามเส้นทางการอพยพของ rostral ซึ่งเกิดจากเซลล์ astroglial ที่วางแนวตามยาวไปยังหลอดรับกลิ่น ซึ่งเซลล์เหล่านี้จะฝังตัวอยู่ในชั้นเซลล์เม็ดและแยกความแตกต่างเป็นเซลล์ประสาทของโครงสร้างนี้ มีการตรวจพบการอพยพของเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทในเส้นทางการอพยพของ rostral ของลิงโตเต็มวัย ซึ่งบ่งชี้ถึงความเป็นไปได้ในการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ในหลอดรับกลิ่นของไพรเมต เซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทถูกแยกออกจากหลอดรับกลิ่นของมนุษย์โตเต็มวัยและถ่ายโอนเป็นสาย โดยเซลล์โคลนจะแยกความแตกต่างเป็นเซลล์ประสาท เซลล์รูปดาว และเซลล์โอลิโกเดนโดรไซต์ พบเซลล์ต้นกำเนิดในฮิปโปแคมปัสของสมองโตเต็มวัยของหนู หนู ลิง และมนุษย์ เซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทของโซนย่อยของเนื้อเยื่อบุผนังชั้นเดนเตตเป็นแหล่งของเซลล์ต้นกำเนิดที่อพยพไปยังแขนขาส่วนในและส่วนข้างของฮิปโปแคมปัส ซึ่งเซลล์เหล่านี้จะแยกความแตกต่างเป็นเซลล์เม็ดที่โตเต็มที่และเซลล์เกลีย แอกซอนของเซลล์ประสาทที่สร้างขึ้นใหม่ของเนื้อเยื่อบุผนังชั้นเดนเตตสามารถติดตามได้จากสนาม CA3 ซึ่งบ่งชี้ถึงการมีส่วนร่วมของเซลล์ประสาทที่เพิ่งสร้างขึ้นในการใช้งานหน้าที่ของฮิปโปแคมปัส ในบริเวณการเชื่อมโยงของนีโอคอร์เทกซ์ของลิงโตเต็มวัย พบเซลล์ต้นกำเนิดของเซลล์ประสาทที่อพยพจากโซนใต้โพรงหัวใจ ในชั้น VI ของนีโอคอร์เทกซ์ของสมองหนู พบเซลล์ประสาทพีระมิดใหม่ 2-28 สัปดาห์หลังจากเกิดความเสียหายและการตายของเซลล์ประสาทดั้งเดิมของชั้นนี้อันเนื่องมาจากการอพยพของเซลล์ต้นกำเนิดที่หลับใหลก่อนหน้านี้ของโซนใต้โพรงหัวใจ ในที่สุด ความเป็นจริงของการสร้างเซลล์ประสาทหลังคลอดในสมองมนุษย์ได้รับการพิสูจน์โดยการเพิ่มขึ้นสองเท่าของจำนวนเซลล์ประสาทในเปลือกสมอง ซึ่งยังคงดำเนินต่อไปในช่วง 6 ปีแรกหลังคลอด

ประเด็นของการควบคุมกระบวนการสืบพันธุ์และการแยกตัวของเซลล์ต้นกำเนิดและเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทมีความสำคัญไม่น้อยสำหรับการปลูกถ่ายเซลล์ในทางปฏิบัติ ปัจจัยที่สำคัญที่สุดในการยับยั้งการแพร่กระจายของเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทคือกลูโคคอร์ติคอยด์ ซึ่งลดจำนวนการแบ่งตัวลงอย่างรวดเร็ว ในขณะที่การกำจัดต่อมหมวกไตกลับเพิ่มจำนวนไมโทซิสอย่างมีนัยสำคัญ (Gould, 1996) ที่น่าสังเกตคือการสร้างรูปร่างของเดนเทตไจรัสในสัตว์ฟันแทะนั้นรุนแรงที่สุดในช่วงสองสัปดาห์แรกของการพัฒนาหลังคลอดในช่วงที่ไม่มีปฏิกิริยาต่อความเครียด โดยมีฉากหลังเป็นการลดลงอย่างรวดเร็วของการผลิตและการหลั่งฮอร์โมนสเตียรอยด์ของคอร์เทกซ์ต่อมหมวกไต คอร์ติโคสเตียรอยด์ยับยั้งการเคลื่อนตัวของเซลล์เม็ดเล็ก - เซลล์ประสาทใหม่จะไม่ฝังตัวอยู่ในชั้นเม็ดเล็กของเดนเทตไจรัส แต่จะยังคงอยู่ในฮิลัส สันนิษฐานว่ากระบวนการสร้างการเชื่อมต่อแบบซินแนปส์จะถูกขัดขวางพร้อมกัน การป้องกันเซลล์จาก "การรุกรานของสเตียรอยด์" ดังกล่าวทำได้โดยการแสดงออกของตัวรับมิเนอรัลคอร์ติคอยด์และกลูโคคอร์ติคอยด์เพียงเล็กน้อยบนเซลล์เม็ดที่ขยายตัว ไม่เพียงแต่ในระหว่างการพัฒนาของเดนเทตไจรัสเท่านั้น แต่ยังรวมถึงในสัตว์ที่โตเต็มวัยด้วย อย่างไรก็ตาม ในบรรดาเซลล์ประสาททั้งหมดในสมอง เซลล์ประสาทของฮิปโปแคมปัสเป็นเซลล์ประสาทที่มีตัวรับกลูโคคอร์ติคอยด์ในปริมาณสูงสุด ซึ่งทำให้เกิดผลเครียดต่อฮิปโปแคมปัส ความเครียดทางจิตใจและอารมณ์และสถานการณ์ที่กดดันจะยับยั้งการสร้างเซลล์ประสาท และความเครียดเรื้อรังจะลดความสามารถของสัตว์ในการรับทักษะใหม่และการเรียนรู้อย่างรวดเร็ว ผลกระทบเชิงลบที่เด่นชัดกว่าของความเครียดเรื้อรังต่อการสร้างเซลล์ประสาทนั้นค่อนข้างจะเข้าใจได้หากเราคำนึงถึงสภาวะพักตัวของเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทเป็นหลัก เมื่อทำให้หนูที่ตั้งครรภ์อยู่นิ่ง (สำหรับสัตว์ฟันแทะ - ปัจจัยความเครียดที่รุนแรงมาก) พบว่าความเครียดก่อนคลอดยังทำให้จำนวนเซลล์ในเดนเทตไจรัสลดลงและยับยั้งการสร้างเซลล์ประสาทอย่างมีนัยสำคัญ เป็นที่ทราบกันดีว่ากลูโคคอร์ติคอยด์มีส่วนร่วมในการก่อโรคของภาวะซึมเศร้า ซึ่งเทียบเท่ากับการเกิดเซลล์ประสาทใหม่ การจัดระเบียบเซลล์ประสาทและการเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ประสาทใหม่ที่ผิดปกติ และการตายของเซลล์ประสาท ในทางกลับกัน ตัวแทนเคมีบำบัดต้านอาการซึมเศร้าจะกระตุ้นการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ ซึ่งยืนยันความเชื่อมโยงระหว่างกระบวนการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ในฮิปโปแคมปัสและการพัฒนาของภาวะซึมเศร้า เอสโตรเจนมีผลอย่างมากต่อการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ ซึ่งมีผลตรงกันข้ามกับการกระทำของกลูโคคอร์ติโคสเตียรอยด์และประกอบด้วยการสนับสนุนการแพร่กระจายและการมีชีวิตของเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาท ควรสังเกตว่าเอสโตรเจนเพิ่มความสามารถในการเรียนรู้ของสัตว์อย่างมีนัยสำคัญ ผู้เขียนบางคนเชื่อมโยงการเปลี่ยนแปลงแบบเป็นวงจรในจำนวนเซลล์เม็ดและจำนวนเซลล์ส่วนเกินในเพศเมียกับอิทธิพลของเอสโตรเจน

เป็นที่ทราบกันดีว่าการสร้างเซลล์ประสาทถูกควบคุมโดย EGF, FGF และ BDNF อย่างไรก็ตาม กลไกของผลของสัญญาณภายนอกต่อเซลล์ต้นกำเนิดจากไมโตเจนและปัจจัยการเจริญเติบโตยังไม่ได้รับการศึกษาอย่างเพียงพอ ได้มีการพิสูจน์แล้วว่า PDGF ในหลอดทดลองช่วยรักษาทิศทางการแบ่งตัวของเซลล์ต้นกำเนิดของเซลล์ประสาท และปัจจัยบำรุงเซลล์ประสาทขนตา (CNTF) เช่นเดียวกับไทรไอโอโดไทรโอนีน ช่วยกระตุ้นการสร้างองค์ประกอบของเซลล์เกลียเป็นหลัก ได้แก่ แอสโตรไซต์และโอลิโกเดนโดรไซต์ โปรตีนกระตุ้นไซเคลสต่อมใต้สมอง (PACAP) และเปปไทด์ในลำไส้ที่มีฤทธิ์ต่อหลอดเลือด (VIP) กระตุ้นการแบ่งตัวของเซลล์ต้นกำเนิดของเซลล์ประสาท แต่ในขณะเดียวกันก็ยับยั้งกระบวนการแบ่งตัวของเซลล์ลูก โอปิออยด์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีที่สัมผัสเป็นเวลานาน จะยับยั้งการสร้างเซลล์ประสาทได้อย่างมีนัยสำคัญ อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีการระบุตัวรับโอปิออยด์ในเซลล์ต้นกำเนิดและเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทของเดนเทต ไจรัส (มีอยู่ในเซลล์ประสาทที่กำลังแยกความแตกต่างของระยะเอ็มบริโอ) ซึ่งทำให้เราไม่สามารถประเมินผลโดยตรงของโอปิออยด์ได้

ความต้องการในการแพทย์ฟื้นฟูในทางปฏิบัติทำให้บรรดานักวิจัยต้องให้ความสนใจเป็นพิเศษกับการศึกษาเกี่ยวกับความสามารถในการแบ่งตัวของเซลล์ต้นกำเนิดหลายเซลล์และหลายเซลล์พร้อมกัน การนำคุณสมบัติเหล่านี้ไปใช้ในระดับเซลล์ต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตที่โตเต็มวัยในระดับภูมิภาคอาจช่วยให้มั่นใจได้ว่าจะสามารถผลิตวัสดุสำหรับการปลูกถ่ายได้ในอนาคต จากที่กล่าวมาข้างต้น จะเห็นได้ว่าการกระตุ้นทางเอพิเจเนติกส์ของเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทช่วยให้สามารถผลิตเซลล์ที่แบ่งตัวได้ซึ่งเกิดขึ้นก่อนแล้วตามลักษณะทางระบบประสาท ซึ่งจำกัดจำนวนเซลล์เหล่านี้ไว้ได้ ในกรณีของการใช้คุณสมบัติในการแบ่งตัวของเซลล์ต้นกำเนิดของตัวอ่อน การแบ่งตัวจนกว่าจะได้เซลล์จำนวนเพียงพอจะเกิดขึ้นเร็วกว่าการแบ่งตัวของเซลล์ต้นกำเนิดของตัวอ่อน และเซลล์ที่แบ่งตัวได้จะแปลงเป็นลักษณะทางระบบประสาทได้อย่างง่ายดาย เพื่อให้ได้เซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาท เซลล์ ESC จะถูกแยกออกจากมวลเซลล์ภายในของระยะบลาสโตซิสต์และเพาะเลี้ยงในสภาวะที่มี LIF เพื่อรักษาความสามารถในการแบ่งตัวของเซลล์และความสามารถในการแบ่งตัวที่ไม่จำกัด หลังจากนั้น การแบ่งตัวของเซลล์ ESC ในระบบประสาทจะถูกเหนี่ยวนำโดยใช้กรดเรตินอยด์ การปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทที่เกิดขึ้นในสไตรเอตัมที่ได้รับความเสียหายจากควิโนลินและ 6-ไฮดรอกซีโดพามีนจะมาพร้อมกับการแบ่งตัวเป็นเซลล์ประสาทโดพามีนและเซโรโทนิน หลังจากฉีดเข้าไปในโพรงสมองของเอ็มบริโอหนู เซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทที่ได้จาก ESC จะอพยพไปยังบริเวณต่างๆ ของสมองผู้รับ รวมถึงคอร์เทกซ์ สไตรเอตัม เซปตัม ทาลามัส ไฮโปทาลามัส และซีรีเบลลัม เซลล์ที่เหลืออยู่ในโพรงสมองจะสร้างโครงสร้างของเยื่อบุผิวที่คล้ายกับท่อประสาท รวมถึงเกาะของเนื้อเยื่อที่ไม่ใช่ประสาทแต่ละเกาะ ในเนื้อสมองของเอ็มบริโอผู้รับ เซลล์ที่ปลูกถ่ายจะสร้างเซลล์หลักสามประเภทของระบบประสาท เซลล์บางประเภทมีเดนไดรต์ปลายยาว ตัวเซลล์พีระมิด และแอกซอนฐานที่ยื่นเข้าไปในคอร์ปัส คัลโลซัม เซลล์แอสโตรไซต์จากแหล่งกำเนิดของผู้บริจาคจะขยายกระบวนการไปยังเส้นเลือดฝอยใกล้เคียง และเซลล์โอลิโกเดนโดรไซต์จะสัมผัสกับเยื่อไมอีลินอย่างใกล้ชิด โดยมีส่วนร่วมในการสร้างไมอีลิน ดังนั้น เซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทที่ได้รับจาก ESC ในหลอดทดลองจึงสามารถอพยพและแยกความแตกต่างในระดับภูมิภาคได้ตามสัญญาณจากสภาพแวดล้อมจุลภาค ทำให้หลายส่วนของสมองที่กำลังพัฒนามีเซลล์ประสาทและเซลล์เกลีย

ผู้เขียนบางคนพิจารณาถึงความเป็นไปได้ของการแยกตัวและการเปลี่ยนผ่านของเซลล์ต้นกำเนิดในภูมิภาคของสิ่งมีชีวิตที่โตเต็มวัย การยืนยันทางอ้อมของการแยกตัวของเซลล์ในวัฒนธรรมด้วยการขยายศักยภาพของเซลล์นั้นได้มาจากข้อมูลเกี่ยวกับการปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทของหนูในไขกระดูกแดงพร้อมกับการพัฒนาสายเซลล์จากเซลล์ดังกล่าวในเวลาต่อมา ซึ่งให้เซลล์ที่ทำงานของเลือดส่วนปลายได้ นอกจากนี้ การปลูกถ่ายเซลล์ประสาทสเฟียร์ที่มีฉลากทางพันธุกรรม (LacZ) ซึ่งได้มาจากสมองที่โตเต็มที่หรือเป็นตัวอ่อนเข้าไปในสมองของหนูที่ได้รับรังสีซึ่งมีการสร้างเม็ดเลือดที่ถูกกดไว้ นำไปสู่การสร้างอนุพันธ์ของระบบประสาทจากเซลล์ต้นกำเนิดไม่เพียงเท่านั้น แต่ยังทำให้เกิดการสร้างเซลล์เม็ดเลือด ซึ่งบ่งชี้ถึงความสามารถในการแบ่งตัวของเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทที่เกิดขึ้นภายนอกสมอง ดังนั้น เซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทจึงสามารถแยกตัวเป็นเซลล์เม็ดเลือดได้ภายใต้อิทธิพลของสัญญาณจากไมโครเอนไวรอนเมนต์ของไขกระดูกด้วยการเปลี่ยนแปลงเบื้องต้นเป็นเซลล์ต้นกำเนิดของเม็ดเลือด ในทางกลับกัน เมื่อทำการปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดจากไขกระดูกเข้าไปในสมอง การแบ่งตัวของเซลล์ดังกล่าวภายใต้อิทธิพลของสภาพแวดล้อมจุลภาคของเนื้อเยื่อสมองไปเป็นเซลล์เกลียและเซลล์ประสาทก็เกิดขึ้น ดังนั้น ศักยภาพในการแบ่งตัวของเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทและเม็ดเลือดจึงไม่ถูกจำกัดด้วยความจำเพาะของเนื้อเยื่อ กล่าวอีกนัยหนึ่ง ปัจจัยของสภาพแวดล้อมจุลภาคในพื้นที่ซึ่งแตกต่างไปจากปัจจัยเฉพาะของเนื้อเยื่อสมองและไขกระดูกนั้นสามารถเปลี่ยนทิศทางการแบ่งตัวของเซลล์เหล่านี้ได้ พบว่าเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทที่ถูกนำเข้าสู่ระบบหลอดเลือดดำของหนูที่ได้รับรังสีจะสร้างประชากรของเซลล์เม็ดเลือดชนิดไมอีลอยด์ ลิมฟอยด์ และเซลล์เม็ดเลือดที่ยังไม่เจริญเต็มที่ในม้ามและไขกระดูก ในหลอดทดลอง ผลของโปรตีนสร้างเม็ดเลือดจากไขกระดูก (BMP) ต่อการอยู่รอดและการแบ่งตัวของเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทได้รับการพิสูจน์แล้ว โดยกำหนดการพัฒนาของเซลล์ในทิศทางของระบบประสาทหรือเซลล์เกลียเช่นเดียวกับในระยะเริ่มต้นของการสร้างตัวอ่อน ในการเพาะเลี้ยงเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทจากตัวอ่อนหนูอายุ 16 วัน BMP กระตุ้นให้เกิดการสร้างเซลล์ประสาทและแอสโตรเกลีย ในขณะที่ในการเพาะเลี้ยงเซลล์ต้นกำเนิดที่ได้จากสมองของทารกก่อนคลอด จะมีเพียงการสร้างแอสโตรไซต์เท่านั้น นอกจากนี้ BMP ยังยับยั้งการสร้างโอลิโกเดนโดรไซต์ ซึ่งปรากฏในหลอดทดลองได้ก็ต่อเมื่อมีการเติมโนกกิน ซึ่งเป็นตัวต่อต้าน BMP เข้าไปด้วย

กระบวนการเปลี่ยนผ่านเซลล์เป็นแบบไม่จำเพาะต่อสายพันธุ์ เซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดจากไขกระดูกของมนุษย์ที่ปลูกถ่ายเข้าไปในสไตรเอตัมของหนูโตเต็มวัยจะอพยพไปยังเนื้อเยื่อสีขาวของแคปซูลภายนอก นีโอคอร์เทกซ์ด้าน ipsi และด้านตรงข้าม ซึ่งเซลล์เหล่านี้จะสร้างองค์ประกอบเซลล์ที่คล้ายกับแอสโตรไซต์ (Azizi et al., 1998) เมื่อปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดเข้าไปในโพรงสมองด้านข้างของหนูแรกเกิด การย้ายถิ่นฐานของเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดสามารถสืบย้อนไปยังโครงสร้างของสมองส่วนหน้าและสมองน้อยได้ ในสไตรเอตัมและชั้นโมเลกุลของฮิปโปแคมปัส เซลล์ที่อพยพไปจะถูกเปลี่ยนเป็นแอสโตรไซต์ และในหลอดรับกลิ่น ชั้นเซลล์เม็ดเลือดด้านในของสมองน้อย และการสร้างเรตินูลัมของก้านสมอง เซลล์เหล่านี้จะสร้างเซลล์ที่คล้ายกับนิวรอนซึ่งมีปฏิกิริยาเชิงบวกต่อนิวโรฟิลาเมนต์ หลังจากการให้เซลล์เม็ดเลือดเข้าทางเส้นเลือดแก่หนูโตเต็มวัย พบว่าไมโครไซต์และแอสโตรไซต์ที่ติดฉลาก GFP ถูกตรวจพบในนีโอคอร์เทกซ์ ทาลามัส ก้านสมอง และซีรีเบลลัม

นอกจากนี้ เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันในไขกระดูก ซึ่งก่อให้เกิดเซลล์เนื้อเยื่อเกี่ยวพันทุกประเภท สามารถเกิดการแบ่งตัวของเซลล์ประสาทได้ภายใต้เงื่อนไขบางประการ (จำไว้ว่า แหล่งของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันในตัวอ่อนคือเซลล์ยอดประสาท) ได้มีการแสดงให้เห็นว่าเซลล์สโตรมาของไขกระดูกของมนุษย์และหนูที่เพาะเลี้ยงในหลอดทดลองในสภาพที่มี EGF หรือ BDNF จะแสดงเครื่องหมายของเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทที่เรียกว่าเนสติน และการเพิ่มปัจจัยการเจริญเติบโตในรูปแบบต่างๆ จะนำไปสู่การสร้างเซลล์ที่มีเครื่องหมายของเซลล์เกลีย (GFAP) และเซลล์ประสาท (โปรตีนนิวเคลียร์ NeuN) เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่ติดฉลากซึ่งย้ายไปยังโพรงสมองด้านข้างของสมองของหนูแรกเกิดจะอพยพและไปอยู่ที่สมองส่วนหน้าและสมองน้อยโดยไม่รบกวนโครงสร้างเซลล์ของสมองผู้รับ เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันไขกระดูกจะแยกตัวเป็นแอสโตรไซต์ที่สมบูรณ์ในสไตรเอตัมและชั้นโมเลกุลของฮิปโปแคมปัส และอาศัยอยู่ในหลอดรับกลิ่น ชั้นเม็ดเล็กของสมองน้อย และการสร้างเรติคูลาร์ ซึ่งเซลล์เหล่านี้จะเปลี่ยนเป็นเซลล์ประสาท เซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันไขกระดูกของมนุษย์สามารถแยกตัวเป็นเซลล์แมคโครเกลียในหลอดทดลองและรวมเข้ากับโครงสร้างสมองของหนูหลังจากการปลูกถ่าย การปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันไขกระดูกโดยตรงเข้าไปในฮิปโปแคมปัสของหนูโตเต็มวัยยังมาพร้อมกับการย้ายถิ่นฐานของเซลล์เหล่านี้เข้าไปในเนื้อสมองและการแยกตัวของนิวโรเกลียด้วย

สันนิษฐานว่าการปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดไขกระดูกอาจขยายความเป็นไปได้ของการบำบัดด้วยเซลล์สำหรับโรคระบบประสาทส่วนกลางที่มีลักษณะเซลล์ประสาทตายจากโรคมากเกินไป อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่านักวิจัยบางคนไม่ตระหนักถึงความจริงของการเปลี่ยนแปลงร่วมกันของเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทและเม็ดเลือด โดยเฉพาะในร่างกาย ซึ่งเป็นผลมาจากการขาดเครื่องหมายที่เชื่อถือได้ในการประเมินการแยกตัวและการพัฒนาต่อไปของพวกมัน

การปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดเปิดโลกทัศน์ใหม่สำหรับการบำบัดด้วยยีนของเซลล์สำหรับโรคทางระบบประสาทที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรม การดัดแปลงพันธุกรรมของเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทเกี่ยวข้องกับการแทรกโครงสร้างควบคุมทางพันธุกรรม ซึ่งผลิตภัณฑ์จากโครงสร้างดังกล่าวจะโต้ตอบกับโปรตีนของวงจรเซลล์ในโหมดควบคุมอัตโนมัติ การถ่ายโอนยีนดังกล่าวไปยังเซลล์ต้นกำเนิดของตัวอ่อนจะถูกใช้เพื่อขยายจำนวนเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาท โคลนเซลล์ที่ดัดแปลงพันธุกรรมส่วนใหญ่มีพฤติกรรมเหมือนสายเซลล์ที่เสถียร ไม่แสดงสัญญาณของการเปลี่ยนแปลงในร่างกายหรือในหลอดทดลอง แต่มีความสามารถที่เด่นชัดในการยับยั้งการแพร่กระจายโดยการสัมผัส เมื่อทำการปลูกถ่าย เซลล์ที่ถ่ายโอนยีนแล้วจะถูกผสานเข้ากับเนื้อเยื่อของผู้รับโดยไม่รบกวนโครงสร้างเซลล์และไม่ต้องผ่านการเปลี่ยนแปลงของเนื้องอก เซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทของผู้บริจาคจะไม่เปลี่ยนรูปของโซนการรวมตัวและแข่งขันกันอย่างเท่าเทียมกันเพื่อแย่งพื้นที่กับเซลล์ต้นกำเนิดของโฮสต์ อย่างไรก็ตาม ในวันที่ 2-3 ความเข้มข้นของการแบ่งตัวของเซลล์ที่ถ่ายโอนยีนจะลดลงอย่างรวดเร็ว ซึ่งสอดคล้องกับการยับยั้งการแพร่กระจายโดยการสัมผัสในหลอดทดลอง ตัวอ่อนที่รับการปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดประสาทไม่มีความผิดปกติในการพัฒนาของระบบประสาทส่วนกลาง พื้นที่ทั้งหมดของสมองที่สัมผัสกับการปลูกถ่ายจะพัฒนาตามปกติ หลังจากการปลูกถ่าย โคลนของเซลล์ต้นกำเนิดประสาทจะอพยพออกจากบริเวณที่ฉีดอย่างรวดเร็ว และมักจะไปไกลกว่าบริเวณตัวอ่อนที่เกี่ยวข้องตามแนวร่อง rostral โดยบูรณาการอย่างเหมาะสมกับบริเวณอื่นๆ ของสมอง การผสมผสานของโคลนที่ดัดแปลงพันธุกรรมและสายเซลล์ที่ถ่ายโอนของเซลล์ต้นกำเนิดประสาทเข้าไปในสมองของสิ่งมีชีวิตเจ้าบ้านนั้นมีลักษณะเฉพาะไม่เพียงเฉพาะในช่วงตัวอ่อนเท่านั้น เซลล์เหล่านี้จะถูกฝังไว้ในบริเวณต่างๆ มากมายของระบบประสาทส่วนกลางของทารกในครรภ์ ทารกแรกเกิด ผู้ใหญ่ และแม้แต่สิ่งมีชีวิตที่รับการปลูกถ่ายในวัยชรา และแสดงให้เห็นถึงความสามารถในการบูรณาการและการแยกตัวที่เหมาะสม โดยเฉพาะอย่างยิ่ง หลังจากการปลูกถ่ายเข้าไปในโพรงสมองของสมอง เซลล์ที่ถ่ายโอนจะอพยพโดยไม่ทำลายอุปสรรคเลือด-สมอง และกลายเป็นส่วนประกอบของเซลล์ที่มีหน้าที่สำคัญของเนื้อเยื่อสมอง เซลล์ประสาทของผู้บริจาคจะสร้างไซแนปส์ที่เหมาะสมและแสดงช่องไอออนเฉพาะ ด้วยการรักษาความสมบูรณ์ของเกราะเลือด-สมองเอาไว้ แอสโตรเกลีย ซึ่งเป็นอนุพันธ์ของเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทที่ผ่านกระบวนการทรานสเฟกแทนต์ จะขยายกระบวนการไปยังหลอดเลือดในสมอง และเซลล์โอลิโกเดนโดรไซต์ที่ได้รับจากผู้บริจาค จะแสดงโปรตีนเบสไมอีลินและกระบวนการของระบบประสาทที่มีไมอีลิน

นอกจากนี้ เซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทยังถูกถ่ายโอนยีนเพื่อใช้เป็นพาหะของเซลล์ โครงสร้างทางพันธุกรรมของเวกเตอร์ดังกล่าวช่วยให้สามารถแสดงออกของยีนต่างถิ่นที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาของระบบประสาทได้อย่างเสถียรในร่างกาย หรือใช้เพื่อแก้ไขข้อบกพร่องทางพันธุกรรมที่มีอยู่ เนื่องจากผลิตภัณฑ์ของยีนเหล่านี้สามารถชดเชยความผิดปกติทางชีวเคมีต่างๆ ของระบบประสาทส่วนกลางได้ กิจกรรมการอพยพสูงของเซลล์ต้นกำเนิดที่ถูกถ่ายโอนยีนและการฝังตัวที่เหมาะสมในโซนเจริญของบริเวณต่างๆ ของสมองที่กำลังพัฒนาทำให้เรามีความหวังในการฟื้นฟูการขาดแคลนเอนไซม์ของเซลล์ทางพันธุกรรมอย่างสมบูรณ์ ในการสร้างแบบจำลองกลุ่มอาการอะแท็กเซีย-เทลังจิเอ็กตาเซีย (สายพันธุ์เมาส์กลายพันธุ์ pg และ pcd) เซลล์เพอร์กินเจจะหายไปจากสมองน้อยของสัตว์ทดลองในช่วงสัปดาห์แรกของการพัฒนาหลังคลอด ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าการนำเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทเข้าไปในสมองของสัตว์ดังกล่าวมาพร้อมกับการแบ่งตัวเป็นเซลล์เพอร์กินเจและเซลล์ประสาทเม็ดเล็ก ในกลายพันธุ์ pcd ความผิดปกติของการประสานงานการเคลื่อนไหวได้รับการแก้ไขบางส่วนและความรุนแรงของอาการสั่นจะลดลง ผลลัพธ์ที่คล้ายกันได้รับจากการปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดประสาทของมนุษย์ที่โคลนเข้าไปในไพรเมตที่มีการเหนี่ยวนำให้เกิดการเสื่อมของเซลล์เพอร์กินเจโดยใช้ onconase หลังจากการปลูกถ่าย พบเซลล์ต้นกำเนิดประสาทของผู้บริจาคในชั้นเม็ด เซลล์โมเลกุล และเซลล์เพอร์กินเจของเนื้อสมองน้อย ดังนั้น การดัดแปลงพันธุกรรมของเซลล์ต้นกำเนิดประสาทจึงสามารถให้การปรับเปลี่ยนลักษณะที่เสถียรและต้านทานอิทธิพลภายนอกได้ ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในกระบวนการทางพยาธิวิทยาที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาปัจจัยในผู้รับที่ป้องกันการอยู่รอดและการแบ่งตัวของเซลล์ผู้บริจาค (เช่น ในระหว่างการโจมตีของภูมิคุ้มกัน)

โรคมิวโคโพลีแซ็กคาริโดซิสชนิดที่ VII ในมนุษย์มีลักษณะเฉพาะคือระบบประสาทเสื่อมและความบกพร่องทางสติปัญญาที่ค่อยๆ ลุกลาม ซึ่งจำลองในหนูโดยการกลายพันธุ์ของยีนเบตา-กลูคูโรนิเดส หลังจากการปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทที่ถ่ายโอนยีนซึ่งหลั่งเบตา-กลูคูโรนิเดสเข้าไปในโพรงสมองของหนูแรกเกิดที่มีข้อบกพร่อง เซลล์ของผู้บริจาคจะถูกพบในโซนปลายทางก่อน จากนั้นจึงแพร่กระจายไปทั่วเนื้อสมอง ทำให้ความสมบูรณ์ของไลโซโซมในสมองของหนูกลายพันธุ์ได้รับการแก้ไขอย่างเสถียร ในแบบจำลองของโรค Tay-Sachs เซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทที่ถ่ายโอนยีนเรโทรไวรัส เมื่ออยู่ในครรภ์ของหนูตัวอ่อนและปลูกถ่ายในหนูแรกเกิด จะแสดงการแสดงออกของซับยูนิตเบตาของเบตา-เฮกโซซามินิเดสอย่างมีประสิทธิภาพในหนูที่มีการกลายพันธุ์ซึ่งนำไปสู่การสะสมของเบตา 2-แกงกลิโอไซด์ที่ผิดปกติ

แนวทางอื่นของการแพทย์ฟื้นฟูคือการกระตุ้นศักยภาพในการแบ่งตัวและการแบ่งตัวของเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทของผู้ป่วยเอง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทจะหลั่ง NT-3 ในระหว่างการผ่าตัดไขสันหลังและภาวะสมองขาดออกซิเจนในหนู แสดงออก NGF และ BDNF ในเซปตัมและปมประสาทฐาน ไทโรซีนไฮดรอกซีเลสในสไตรเอตัม รวมทั้งรีลินในซีรีเบลลัมและโปรตีนเบสไมอีลินในสมอง

อย่างไรก็ตาม ประเด็นของการกระตุ้นการสร้างเซลล์ประสาทยังไม่ได้รับความสนใจอย่างเพียงพอ การศึกษาบางกรณีแสดงให้เห็นว่าภาระการทำงานของศูนย์ประสาทที่รับผิดชอบในการแยกแยะกลิ่นสะท้อนออกมาในรูปของการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ ในหนูทดลองดัดแปลงพันธุกรรมที่มีโมเลกุลยึดเกาะของเซลล์ประสาทไม่เพียงพอ ความเข้มข้นของการสร้างเซลล์ประสาทที่ลดลงและจำนวนเซลล์ประสาทที่อพยพไปยังหลอดรับกลิ่นที่ลดลงจะรวมกับความบกพร่องของความสามารถในการแยกแยะกลิ่น แม้ว่าเกณฑ์ของการรับรู้กลิ่นและความจำระยะสั้นเกี่ยวกับกลิ่นจะไม่ถูกกระทบกระเทือนก็ตาม สถานะการทำงานของเซลล์ของเดนเทตไจรัสมีบทบาทสำคัญในการควบคุมการสร้างเซลล์ประสาท โดยผลของกลูตาเมตที่มีต่อเซลล์เม็ดที่ลดลงหลังจากการทำลายคอร์เทกซ์เอ็นโตรไฮนัลจะส่งเสริมการแบ่งตัวและการแยกตัวของเซลล์ประสาท และการกระตุ้นเส้นใยของเส้นทางพรุน (อินพุตรับความรู้สึกหลักไปยังฮิปโปแคมปัส) ทำให้เกิดการยับยั้งการสร้างเซลล์ประสาท ตัวต่อต้านตัวรับ NMDA กระตุ้นกระบวนการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ ในขณะที่ตัวกระตุ้นกลับลดความเข้มข้นของการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ ซึ่งมีผลคล้ายกับการทำงานของกลูโคคอร์ติโคสเตียรอยด์ ผลการวิจัยที่ขัดแย้งกันพบในเอกสาร: ข้อมูลเกี่ยวกับผลการยับยั้งของสารสื่อประสาทกลูตาเมตที่กระตุ้นการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ที่ได้รับการพิสูจน์แล้วจากการทดลองนั้นไม่สอดคล้องกับข้อมูลเกี่ยวกับการกระตุ้นการแพร่กระจายของเซลล์ต้นกำเนิดและการปรากฏตัวของเซลล์ประสาทใหม่พร้อมกับการเพิ่มขึ้นของกิจกรรมการชักในฮิปโปแคมปัสของสัตว์ที่ใช้แบบจำลองโรคลมบ้าหมูแบบเคนและพิโลคาร์พีนในการทดลอง ในขณะเดียวกัน ในแบบจำลองโรคลมบ้าหมูแบบดั้งเดิมที่เกิดจากการกระตุ้นซ้ำหลายครั้งที่ระดับต่ำกว่าเกณฑ์ในพื้นที่หนึ่งของสมอง (kindling) และมีลักษณะเฉพาะคือเซลล์ประสาทตายน้อยลง ความเข้มข้นของการสร้างเซลล์ประสาทใหม่จะเพิ่มขึ้นเฉพาะในระยะหลังของ kindling เท่านั้น เมื่อสังเกตเห็นความเสียหายและการตายของเซลล์ประสาทในฮิปโปแคมปัส มีการแสดงให้เห็นว่าในโรคลมบ้าหมู กิจกรรมการชักจะกระตุ้นการสร้างเซลล์ประสาทด้วยตำแหน่งที่ผิดปกติของเซลล์ประสาทเม็ดใหม่ ซึ่งส่วนใหญ่เกิดขึ้นไม่เพียงแต่ในเดนเทตไจรัสเท่านั้น แต่ยังรวมถึงฮิลัสด้วย เซลล์ประสาทดังกล่าวมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาการแตกหน่อของเส้นใยมอสซี เนื่องจากแอกซอนของแอกซอนจะก่อตัวเป็นคอลลาเทอรัลย้อนกลับที่ไม่มีอยู่ ซึ่งจะสร้างไซแนปส์จำนวนมากกับเซลล์เม็ดข้างเคียง

การใช้เซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทในระดับภูมิภาคเปิดโอกาสใหม่ ๆ สำหรับการประยุกต์ใช้การปลูกถ่ายเซลล์ในการรักษาโรคทางระบบประสาทเสื่อมที่เกิดจากการเผาผลาญและทางพันธุกรรม โรคไมอีลินเสื่อม และความผิดปกติหลังการบาดเจ็บของระบบประสาทส่วนกลาง ก่อนที่จะทำการปลูกถ่ายเซลล์ทดแทนตามวิธีการใดวิธีหนึ่ง จะต้องคัดเลือกและขยายเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทประเภทที่ต้องการออกนอกร่างกาย เพื่อนำเซลล์เหล่านี้เข้าไปในบริเวณสมองที่ได้รับความเสียหายโดยตรงในภายหลัง ผลการรักษาในกรณีนี้เกิดจากการทดแทนเซลล์ที่เสียหายหรือการปล่อยปัจจัยการเจริญเติบโตและไซโตไคน์ในบริเวณนั้น วิธีการบำบัดแบบฟื้นฟูนี้ต้องปลูกถ่ายเซลล์จำนวนมากพอสมควรที่มีลักษณะการทำงานที่กำหนดไว้ล่วงหน้า

นอกจากนี้ ควรพิจารณาการศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับลักษณะเฉพาะของโมเลกุลและศักยภาพในการสร้างใหม่ของเซลล์ต้นกำเนิดสมองที่โตเต็มที่ ตลอดจนความสามารถของเซลล์ต้นกำเนิดในภูมิภาคต่างๆ ที่มีต้นกำเนิดจากเนื้อเยื่อต่างกันในการแบ่งตัวแบบทรานส์ดิวเรนติเอชั่น ปัจจุบัน ได้มีการคัดกรองแอนติเจนของเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดจากไขกระดูกแล้ว โดยกำหนดกลุ่มเครื่องหมายของเซลล์ที่สามารถแบ่งตัวแบบทรานส์ดิวเรนติเอชั่นไปเป็นเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาท (CD 133+, 5E12+, CD34-, CD45-, CD24) เซลล์ที่ได้รับมาสามารถสร้างนิวโรสเฟียร์ในหลอดทดลองและสร้างเซลล์ประสาทเมื่อปลูกถ่ายเข้าไปในสมองของหนูแรกเกิดที่มีภูมิคุ้มกันบกพร่อง สิ่งที่น่าสนใจสำหรับการปลูกถ่ายเซลล์จากต่างถิ่นคือผลการศึกษาเกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการปลูกถ่ายข้ามเซลล์ต้นกำเนิดในบุคคลที่มีวิวัฒนาการที่ห่างไกลออกไป ผลลัพธ์ของการปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทเข้าไปในบริเวณเนื้องอกในสมองยังคงไม่มีการตีความที่ถูกต้อง เซลล์ที่ปลูกถ่ายจะเคลื่อนที่อย่างแข็งขันไปทั่วปริมาตรของเนื้องอกโดยไม่เกินขีดจำกัด และเมื่อนำเซลล์เข้าไปในส่วนที่ยังสมบูรณ์ของสมอง ก็จะสังเกตเห็นการเคลื่อนตัวอย่างแข็งขันของเซลล์ไปยังเนื้องอก คำถามเกี่ยวกับความสำคัญทางชีววิทยาของการเคลื่อนตัวดังกล่าวยังคงเป็นที่ถกเถียง

ควรสังเกตว่าการปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทที่ประสบความสำเร็จ รวมถึงเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทอื่นๆ ที่ได้จากเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทแบบ ESC สามารถทำได้ก็ต่อเมื่อใช้เซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทที่ผ่านการทำให้บริสุทธิ์สูงเท่านั้น เนื่องจากเซลล์ต้นกำเนิดของตัวอ่อนที่ยังไม่แยกความแตกต่างจะถูกเปลี่ยนเป็นเทอราโทมาและเทอราโทคาร์ซิโนมาอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้เมื่อทำการปลูกถ่ายให้กับผู้รับที่มีภูมิคุ้มกันปกติ แม้แต่จำนวนเซลล์ที่แยกความแตกต่างได้ไม่ดีเพียงเล็กน้อยในเซลล์ที่บริจาคก็ทำให้ความสามารถในการก่อมะเร็งของการปลูกถ่ายเพิ่มขึ้นอย่างมาก และเพิ่มความเสี่ยงในการเกิดเนื้องอกหรือการสร้างเนื้อเยื่อที่ไม่ใช่ของระบบประสาทซึ่งเป็นที่ยอมรับไม่ได้ การได้รับเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทที่เป็นเนื้อเดียวกันสามารถทำได้โดยใช้เซลล์ที่เกิดขึ้นในระยะต่างๆ ของการสร้างตัวอ่อนตามปกติเป็นแหล่งเนื้อเยื่อของผู้บริจาคทางเลือก อีกวิธีหนึ่งคือการกำจัดเซลล์ที่ไม่ต้องการอย่างระมัดระวังโดยการคัดเลือกเฉพาะสายพันธุ์ การใช้เซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทแบบ ESC สำหรับการปลูกถ่ายเซลล์ประสาทหลังจากที่เซลล์เหล่านี้สัมผัสกับปัจจัยการเจริญเติบโตในหลอดทดลองไม่เพียงพอก็ถือเป็นอันตรายเช่นกัน ในกรณีนี้ ไม่สามารถตัดประเด็นความล้มเหลวของโปรแกรมการแยกความแตกต่างของระบบประสาทที่มีการสร้างโครงสร้างที่เป็นธรรมชาติในท่อประสาทออกไปได้

ปัจจุบัน เป็นที่ชัดเจนว่าเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทแสดงการตอบสนองต่อบริเวณที่เปลี่ยนแปลงทางพยาธิวิทยาของระบบประสาทส่วนกลาง และมีผลในการสร้างใหม่ที่ชัดเจน สภาพแวดล้อมขนาดเล็กในบริเวณที่เซลล์เนื้อเยื่อประสาทตายนั้นเป็นแบบจำลองทิศทางของการแบ่งตัวของเซลล์ที่ปลูกถ่าย จึงช่วยเติมเต็มส่วนที่ขาดหายไปขององค์ประกอบทางประสาทเฉพาะภายในบริเวณที่ได้รับความเสียหายจากระบบประสาทส่วนกลาง ในกระบวนการเสื่อมของระบบประสาทบางอย่าง สัญญาณการสร้างระบบประสาทจะเกิดขึ้นเพื่อสรุปการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ และเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทในสมองที่โตเต็มวัยสามารถตอบสนองต่อข้อมูลที่เป็นประโยชน์นี้ได้ ข้อมูลการทดลองจำนวนมากทำหน้าที่เป็นตัวอย่างที่ชัดเจนของศักยภาพในการรักษาของเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาท การให้เซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทโคลนเข้าไปในช่องทวารหนักของสัตว์ที่มีการผูกหลอดเลือดสมองส่วนกลาง (ซึ่งเป็นแบบจำลองของโรคหลอดเลือดสมองขาดเลือด) จะช่วยลดพื้นที่และปริมาตรของบริเวณสมองที่เปลี่ยนแปลงจนทำลายล้างได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีของการปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทร่วมกับ FGF2 จากการตรวจทางภูมิคุ้มกันเซลล์ พบว่าเซลล์ผู้บริจาคจะอพยพไปยังบริเวณที่ขาดเลือดและรวมเข้ากับเซลล์สมองของผู้รับที่ยังคงสมบูรณ์ การปลูกถ่ายเซลล์ที่ยังไม่โตเต็มที่ของสายเซลล์ประสาท MHP36 ของหนูเข้าไปในสมองของหนูที่เป็นโรคหลอดเลือดสมองในการทดลองจะช่วยเพิ่มการทำงานของระบบประสาทรับความรู้สึกและการเคลื่อนไหว และการนำเซลล์เหล่านี้เข้าไปในโพรงสมองจะช่วยเพิ่มการทำงานของระบบประสาท การปลูกถ่ายเซลล์เม็ดเลือดที่สร้างจากไขกระดูกของมนุษย์ให้กับหนูช่วยขจัดความผิดปกติของเปลือกสมองที่เกิดจากความเสียหายจากการขาดเลือด ในกรณีนี้ เซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทจากต่างสายพันธุ์จะอพยพจากบริเวณที่ฉีดไปยังบริเวณที่มีการเปลี่ยนแปลงของเนื้อเยื่อสมอง การปลูกถ่ายเซลล์ไขกระดูกที่มีลักษณะคล้ายกันเข้าไปในกะโหลกศีรษะในหนูที่ได้รับความเสียหายจากอุบัติเหตุจะทำให้การทำงานของระบบประสาทรับความรู้สึกและการเคลื่อนไหวกลับคืนมาได้บางส่วน เซลล์ของผู้บริจาคจะฝังตัว ขยายพันธุ์ แบ่งตัวของเซลล์ประสาทเป็นเซลล์ประสาทและเซลล์รูปดาว และเคลื่อนที่ไปยังบริเวณที่ได้รับบาดเจ็บ เมื่อฉีดเข้าไปในสไตรเอตัมของหนูโตเต็มวัยที่เป็นโรคหลอดเลือดสมองในการทดลอง เซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทของมนุษย์ที่โคลนมาจะเข้ามาแทนที่เซลล์ CNS ที่เสียหาย และฟื้นฟูการทำงานของสมองที่บกพร่องบางส่วน

เซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทของมนุษย์ส่วนใหญ่แยกได้จากเทเลนเซฟาลอนของตัวอ่อน ซึ่งพัฒนาช้ากว่าส่วนที่อยู่ด้านหลังมากของลำต้นประสาท ความเป็นไปได้ของการแยกเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทจากไขสันหลังของทารกในครรภ์อายุ 43-137 วันได้รับการพิสูจน์แล้ว เนื่องจากเซลล์เหล่านี้ก่อตัวเป็นนิวโรสเฟียร์และมีศักยภาพหลายอย่างในช่วงแรกๆ โดยแยกความแตกต่างเป็นเซลล์ประสาทและเซลล์รูปดาว อย่างไรก็ตาม การเพาะเลี้ยงเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทในระยะยาว (เกิน 1 ปี) จะทำให้เซลล์เหล่านี้ขาดศักยภาพหลายอย่าง เนื่องจากเซลล์ดังกล่าวสามารถแยกความแตกต่างเป็นเซลล์รูปดาวได้เท่านั้น กล่าวคือ เซลล์เหล่านี้กลายเป็นเซลล์รูปดาวเพียงเซลล์เดียว เซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทในภูมิภาคสามารถได้รับจากการผ่าตัดเอาหลอดไฟบางส่วนออก และหลังจากสืบพันธุ์ในวัฒนธรรมที่มีเซลล์รูปดาวแล้ว เซลล์เหล่านี้ก็จะถูกปลูกถ่ายให้กับผู้ป่วยรายเดิมที่มีการเปลี่ยนแปลงของระบบประสาทเสื่อมในส่วนอื่นๆ ของระบบประสาทส่วนกลาง ในคลินิก การบำบัดด้วยเซลล์ทดแทนโดยใช้เซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทเป็นการดำเนินการครั้งแรกเพื่อรักษาผู้ป่วยโรคหลอดเลือดสมองที่มีความเสียหายต่อปมประสาทฐานของสมอง ผลจากการปลูกถ่ายเซลล์ของผู้บริจาคทำให้สภาพทางคลินิกของผู้ป่วยส่วนใหญ่ดีขึ้น

ผู้เขียนบางคนเชื่อว่าความสามารถของเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทในการฝัง ย้าย และผสานเข้าไปยังบริเวณต่างๆ ของเนื้อเยื่อประสาทในกรณีที่ระบบประสาทส่วนกลางได้รับความเสียหายนั้นเปิดโอกาสให้มีการบำบัดด้วยเซลล์ได้อย่างไม่จำกัด ไม่เพียงแต่เฉพาะที่เท่านั้น แต่ยังรวมถึงบริเวณกว้าง (โรคหลอดเลือดสมองหรือภาวะขาดออกซิเจน) หลายจุด (โรคปลอกประสาทเสื่อมแข็ง) และแม้แต่ทั่วโลก (ความผิดปกติทางเมตาบอลิซึมที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมส่วนใหญ่หรือภาวะสมองเสื่อม) แท้จริงแล้ว เมื่อเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทที่โคลนจากหนูและมนุษย์ถูกปลูกถ่ายเข้าไปในสัตว์ที่รับการปลูกถ่าย (หนูและไพรเมตตามลำดับ) โดยเซลล์ประสาทโดพามีนในระบบเมโสสไตรเอตัลจะเสื่อมลง ซึ่งเกิดจากการนำเมทิลฟีนิลเตตราไพริดีน (แบบจำลองของโรคพาร์กินสัน) เข้ามา 8 เดือนก่อนการปลูกถ่าย เซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทของผู้บริจาคจะผสานเข้าในระบบประสาทส่วนกลางของผู้รับ หนึ่งเดือนต่อมา เซลล์ที่ปลูกถ่ายจะอยู่ในตำแหน่งสองข้างตามแนวสมองส่วนกลาง เซลล์ประสาทบางส่วนที่เกิดจากผู้บริจาคจะแสดงไทโรซีนไฮโดรเลสโดยไม่มีสัญญาณของปฏิกิริยาภูมิคุ้มกันต่อการปลูกถ่าย ในหนูที่ได้รับ 6-hydroxydopamine (ซึ่งเป็นแบบจำลองการทดลองอีกแบบหนึ่งของโรคพาร์กินสัน) การปรับตัวของเซลล์ที่ปลูกถ่ายให้เข้ากับสภาพแวดล้อมจุลภาคในสมองของโฮสต์นั้นถูกกำหนดโดยเงื่อนไขของการเพาะเลี้ยงเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทก่อนการปลูกถ่าย เซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทซึ่งขยายตัวอย่างรวดเร็วในหลอดทดลองภายใต้อิทธิพลของ EGF สามารถชดเชยการขาดเซลล์ประสาทโดปามีนในสไตรเอตัมที่เสียหายได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าเซลล์จากการเพาะเลี้ยงเป็นเวลา 28 วัน ผู้เขียนเชื่อว่าสาเหตุนี้เกิดจากการสูญเสียความสามารถในการรับรู้สัญญาณการแยกตัวที่สอดคล้องกันระหว่างกระบวนการแบ่งเซลล์ของเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทในหลอดทดลอง

ในการศึกษาวิจัยบางกรณี ได้พยายามเพิ่มประสิทธิภาพของผลกระทบต่อกระบวนการฟื้นฟูเส้นประสาทของสไตรเอตัมที่เสียหายโดยการปลูกถ่ายเซลล์สไตรเอตัมของตัวอ่อนลงในบริเวณนี้ในฐานะแหล่งของปัจจัยบำรุงประสาทพร้อมกับการปลูกถ่ายเซลล์ประสาทโดปามีนของเมเซนเซฟาลอนด้านท้องพร้อมกัน ปรากฏว่าประสิทธิผลของการปลูกถ่ายเส้นประสาทนั้นขึ้นอยู่กับวิธีการนำเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อนเข้าไปเป็นส่วนใหญ่ จากผลการศึกษาวิจัยการปลูกถ่ายเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อนเข้าสู่ระบบโพรงสมอง (เพื่อหลีกเลี่ยงการบาดเจ็บต่อเนื้อของสไตรเอตัม) พบว่าข้อมูลดังกล่าวมีผลในเชิงบวกต่อความบกพร่องทางการเคลื่อนไหวในโรคพาร์กินสัน

อย่างไรก็ตาม จากการศึกษาอื่นๆ การสังเกตการทดลองพบว่าการปลูกถ่ายเนื้อเยื่อประสาทของเอ็มบริโอจากเมเซนเซฟาลอนด้านท้องที่มีเซลล์ประสาทโดพามีนเข้าไปในโพรงสมอง รวมถึงการปลูกถ่ายองค์ประกอบของเซลล์ประสาทเอ็มบริโอจากเมเซนเซฟาลอนด้านท้องที่มีเซลล์ประสาทโดพามีนเข้าไปในสไตรเอตัมของหนูที่มีอาการเฮมิพาร์กินสันไม่ได้ช่วยส่งเสริมการฟื้นฟูการทำงานที่บกพร่องของระบบโดพามีน ในทางตรงกันข้าม การวิเคราะห์ภูมิคุ้มกันเซลล์เคมียืนยันข้อมูลเกี่ยวกับอัตราการรอดชีวิตที่ต่ำของเซลล์ประสาทโดพามีนของเมเซนเซฟาลอนด้านท้องที่ปลูกถ่ายเข้าไปในสไตรเอตัมของหนู ผลการรักษาของการปลูกถ่ายเนื้อเยื่อประสาทของเอ็มบริโอจากเมเซนเซฟาลอนด้านท้องเข้าโพรงสมองจะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อมีการปลูกถ่ายเซลล์สไตรเอตัมของเอ็มบริโอที่เตรียมเอาไว้เข้าไปในสไตรเอตัมที่ถูกตัดเส้นประสาทออกพร้อมกันเท่านั้น ผู้เขียนเชื่อว่ากลไกของผลกระทบนี้เกี่ยวข้องกับผลทางโภชนาการเชิงบวกขององค์ประกอบ GABA-ergic ของสไตรเอตัมเอ็มบริโอต่อกิจกรรมโดปามีนที่เฉพาะเจาะจงของการปลูกถ่าย mesencephalon ventral intraventricular ปฏิกิริยาของเซลล์เกลียที่เด่นชัดในการปลูกถ่ายมาพร้อมกับการถดถอยเล็กน้อยของพารามิเตอร์การทดสอบอะโพมอร์ฟีน ในทางกลับกัน พารามิเตอร์การทดสอบอะโพมอร์ฟีนมีความสัมพันธ์กับปริมาณ GFAP ในซีรั่มเลือด ซึ่งบ่งชี้โดยตรงถึงการละเมิดการซึมผ่านของอุปสรรคเลือดสมอง จากข้อมูลเหล่านี้ ผู้เขียนสรุปได้ว่าระดับ GFAP ในซีรั่มเลือดสามารถใช้เป็นเกณฑ์ที่เหมาะสมสำหรับการประเมินสถานะการทำงานของการปลูกถ่าย และความสามารถในการซึมผ่านที่เพิ่มขึ้นของอุปสรรคเลือดสมองสำหรับแอนติเจนเฉพาะระบบประสาท เช่น GFAP ถือเป็นการเชื่อมโยงทางพยาธิวิทยาในการพัฒนาความล้มเหลวในการปลูกถ่ายเนื่องจากความเสียหายต่อเนื้อเยื่อประสาทของผู้รับจากภูมิคุ้มกันตนเอง

จากมุมมองของนักวิจัยคนอื่นๆ การฝังและผสานเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทหลังการปลูกถ่ายนั้นมีเสถียรภาพและคงอยู่ตลอดชีวิต เนื่องจากเซลล์ของผู้บริจาคจะพบในผู้รับเป็นเวลาอย่างน้อยสองปีหลังการปลูกถ่าย และจำนวนเซลล์จะไม่ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ ความพยายามที่จะอธิบายสิ่งนี้ด้วยข้อเท็จจริงที่ว่าในสถานะที่ไม่แยกความแตกต่าง เซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทจะไม่แสดงโมเลกุล MHC คลาส I และ II ในระดับที่เพียงพอที่จะทำให้เกิดปฏิกิริยาการปฏิเสธของภูมิคุ้มกันนั้นถือได้ว่าเป็นจริงได้เฉพาะเมื่อเกี่ยวข้องกับเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทที่แยกความแตกต่างต่ำเท่านั้น อย่างไรก็ตาม เซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทในสมองของผู้รับไม่ได้ถูกเก็บรักษาไว้ในสถานะพักตัวที่ยังไม่โตเต็มที่ เซลล์ส่วนใหญ่ผ่านการแยกความแตกต่าง ซึ่งในระหว่างนั้นโมเลกุล MHC จะถูกแสดงอย่างเต็มที่

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ประสิทธิภาพที่ไม่เพียงพอของการใช้การปลูกถ่ายเซลล์ประสาทโดพามีนแบบ intrastriatal ของการเตรียม mesencephalon ด้านท้องของตัวอ่อนที่มีเซลล์ประสาทโดพามีนสำหรับการรักษาโรคพาร์กินสันในเชิงทดลองนั้นเกี่ยวข้องกับอัตราการรอดชีวิตที่ต่ำของเซลล์ประสาทโดพามีนที่ปลูกถ่าย (เพียง 5-20%) ซึ่งเกิดจาก gliosis ที่เกิดขึ้นพร้อมกับการบาดเจ็บเฉพาะที่ของเนื้อสมองในระหว่างการปลูกถ่าย เป็นที่ทราบกันดีว่าการบาดเจ็บเฉพาะที่ของเนื้อสมองและ gliosis ที่เกิดขึ้นพร้อมกันนั้นนำไปสู่การทำลายความสมบูรณ์ของอุปสรรคเลือด-สมองพร้อมกับการปล่อยแอนติเจนของเนื้อเยื่อประสาท โดยเฉพาะอย่างยิ่ง OCAR และแอนติเจนเฉพาะเซลล์ประสาท เข้าสู่กระแสเลือดส่วนปลาย การมีแอนติเจนเหล่านี้ในเลือดอาจทำให้เกิดการสร้างแอนติบอดีที่เป็นพิษต่อเซลล์เฉพาะต่อแอนติเจนเหล่านี้และการพัฒนาของการรุกรานจากภูมิคุ้มกันตนเอง

V. Tsymbalyuk และผู้เขียนร่วม (2001) รายงานว่ามุมมองแบบดั้งเดิมยังคงใช้ได้ โดยระบุว่าระบบประสาทส่วนกลางเป็นเขตที่มีภูมิคุ้มกันพิเศษซึ่งแยกออกจากระบบภูมิคุ้มกันโดยกั้นเลือด-สมอง ในการทบทวนวรรณกรรม ผู้เขียนอ้างอิงผลงานหลายชิ้นที่ระบุว่ามุมมองนี้ไม่สอดคล้องกับสาระสำคัญของกระบวนการภูมิคุ้มกันในสมองของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอย่างสมบูรณ์ ได้มีการพิสูจน์แล้วว่าสารที่มีฉลากซึ่งนำเข้าไปในเนื้อสมองสามารถเข้าถึงต่อมน้ำเหลืองส่วนคอที่อยู่ลึกได้ และหลังจากการฉีดแอนติเจนเข้าไปในสมองแล้ว แอนติบอดีเฉพาะจะก่อตัวขึ้นในร่างกาย เซลล์ของต่อมน้ำเหลืองส่วนคอตอบสนองต่อแอนติเจนดังกล่าวด้วยการแบ่งตัว โดยเริ่มตั้งแต่วันที่ 5 หลังจากการฉีด การก่อตัวของแอนติบอดีเฉพาะยังถูกเปิดเผยในระหว่างการปลูกถ่ายผิวหนังเข้าไปในเนื้อสมอง ผู้เขียนบทวิจารณ์ได้ให้เส้นทางสมมติฐานหลายเส้นทางสำหรับการขนส่งแอนติเจนจากสมองไปยังระบบน้ำเหลือง อย่างหนึ่งคือการเปลี่ยนผ่านของแอนติเจนจากช่องว่างรอบหลอดเลือดไปยังช่องว่างใต้เยื่อหุ้มสมอง สันนิษฐานว่าช่องว่างรอบหลอดเลือดที่ตั้งอยู่ตามหลอดเลือดขนาดใหญ่ของสมองนั้นเทียบเท่ากับระบบน้ำเหลืองในสมอง เส้นทางที่สองอยู่ตามเส้นใยสีขาว ผ่านกระดูกเอทมอยด์ไปยังหลอดน้ำเหลืองของเยื่อบุโพรงจมูก นอกจากนี้ยังมีเครือข่ายหลอดน้ำเหลืองที่กว้างขวางในเยื่อดูรามาเตอร์ ความสามารถในการซึมผ่านของสิ่งกีดขวางเลือด-สมองสำหรับลิมโฟไซต์นั้นค่อนข้างสัมพันธ์กัน ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าลิมโฟไซต์ที่ถูกกระตุ้นสามารถผลิตเอนไซม์ที่ส่งผลต่อการซึมผ่านของโครงสร้างของ "ตัวกรองภูมิคุ้มกัน" ของสมองได้ ในระดับของหลอดเลือดดำหลังเส้นเลือดฝอย T-helper ที่ถูกกระตุ้นจะทะลุผ่านสิ่งกีดขวางเลือด-สมองที่ยังคงสภาพเดิม ทฤษฎีเกี่ยวกับการไม่มีเซลล์ในสมองที่แสดงถึงแอนติเจนนั้นไม่สามารถต้านทานการวิพากษ์วิจารณ์ได้ ในปัจจุบัน ความเป็นไปได้ในการแสดงแอนติเจนในระบบประสาทส่วนกลางโดยเซลล์อย่างน้อยสามประเภทได้รับการพิสูจน์แล้วอย่างน่าเชื่อถือ ประการแรก เซลล์เหล่านี้มาจากไขกระดูกและอยู่ในบริเวณหลอดเลือดใหญ่และในเนื้อขาวของสมอง ประการที่สอง แอนติเจนสามารถนำเสนอเซลล์เยื่อบุผนังหลอดเลือดของสมอง และร่วมกับแอนติเจน MHC ซึ่งสนับสนุนการเติบโตแบบโคลนของเซลล์ T ที่จำเพาะต่อแอนติเจนเหล่านี้ ประการที่สาม เซลล์ไมโครและแอสโตรเกลียทำหน้าที่เป็นตัวแทนนำเสนอแอนติเจน แอสโตรไซต์มีส่วนร่วมในการก่อตัวของการตอบสนองภูมิคุ้มกันในระบบประสาทส่วนกลาง โดยรับคุณสมบัติของเซลล์เอฟเฟกเตอร์ภูมิคุ้มกันและแสดงแอนติเจน ไซโตไคน์ และสารปรับภูมิคุ้มกันจำนวนหนึ่ง เมื่อฟักกับอินเตอร์เฟอรอน y (y-INF) เซลล์แอสโตรเกลียจะแสดงแอนติเจน MHC คลาส I และ II ในหลอดทดลอง และแอสโตรไซต์ที่ได้รับการกระตุ้นสามารถนำเสนอแอนติเจนและรักษาการแพร่พันธุ์แบบโคลนของเซลล์ลิมโฟไซต์ได้

การบาดเจ็บของเนื้อเยื่อสมอง การอักเสบหลังผ่าตัด อาการบวมน้ำ และการสะสมของไฟบรินที่เกิดขึ้นพร้อมกับการปลูกถ่ายเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อนสร้างสภาวะที่ทำให้อุปสรรคเลือด-สมองซึมผ่านได้มากขึ้น ส่งผลให้ความทนทานต่อตนเอง ความไวต่อสิ่งเร้า และการทำงานของลิมโฟไซต์ CD3+CD4+ ลดลง การนำเสนอแอนติเจนตนเองและแอนติเจนผู้อื่นดำเนินการโดยแอสโตรไซต์และเซลล์ไมโครเกลียที่ตอบสนองต่อ y-INF โดยแสดงโมเลกุล MHC, ICAM-1, LFA-I, LFA-3, โมเลกุลร่วมกระตุ้น B7-1 (CD80) และ B7-2 (CD86) รวมถึงการหลั่งของ IL-la, IL-ip และ y-INF

ดังนั้น ความจริงที่ว่าเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อนมีอายุยืนยาวกว่าหลังการปลูกถ่ายในสมองเมื่อเทียบกับการปลูกถ่ายทางส่วนปลายนั้นแทบจะไม่สัมพันธ์กับการไม่มีการเริ่มต้นภูมิคุ้มกันในการปลูกถ่าย นอกจากนี้ โมโนไซต์ ลิมโฟไซต์ที่ถูกกระตุ้น (เซลล์ CD3+CD8+ ที่เป็นพิษต่อเซลล์ และเซลล์ T-helper) และไซโตไคน์ที่เซลล์เหล่านี้สร้างขึ้น รวมถึงแอนติบอดีต่อแอนติเจนของเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อนที่ปลูกถ่ายทางส่วนปลายมีบทบาทสำคัญในกระบวนการปฏิเสธ การแสดงออกของโมเลกุล MHC ในระดับต่ำในเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อนมีความสำคัญอย่างยิ่งในการสร้างเงื่อนไขให้เซลล์ประสาทต้านทานกระบวนการภูมิคุ้มกันของเซลล์ T ได้นานขึ้น ดังนั้นในการทดลองนี้ การอักเสบของภูมิคุ้มกันหลังการปลูกถ่ายเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อนเข้าไปในสมองจึงพัฒนาช้ากว่าการปลูกถ่ายผิวหนัง อย่างไรก็ตาม พบว่าเนื้อเยื่อประสาทที่ปลูกถ่ายแต่ละชิ้นถูกทำลายจนหมดสิ้นหลังจาก 6 เดือน ในกรณีนี้ เซลล์ทีลิมโฟไซต์ที่ถูกจำกัดด้วยแอนติเจน MHC คลาส II จะอยู่เฉพาะที่บริเวณที่ปลูกถ่ายเป็นส่วนใหญ่ (Nicholas et al., 1988) จากการทดลองพบว่าระหว่างการปลูกถ่ายเซลล์ประสาทจากต่างถิ่น การลดจำนวนเซลล์ทีเฮลเปอร์ (L3T4+) แต่ไม่ใช่เซลล์ทีลิมโฟไซต์ที่เป็นพิษต่อเซลล์ (Lyt-2) จะทำให้เนื้อเยื่อประสาทในสมองของหนูที่รับการปลูกถ่ายมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น การปฏิเสธการปลูกถ่ายเซลล์ประสาทจะมาพร้อมกับการแทรกซึมของแมคโครฟาจของโฮสต์และเซลล์ทีลิมโฟไซต์ ดังนั้น แมคโครฟาจของโฮสต์และเซลล์ไมโครเกลียที่ถูกกระตุ้นจะทำหน้าที่เป็นเซลล์กระตุ้นภูมิคุ้มกันที่มีแอนติเจน และการแสดงออกของแอนติเจน MHC คลาส I ของผู้บริจาคที่เพิ่มขึ้นจะช่วยเพิ่มกิจกรรมการฆ่าของเซลล์ทีลิมโฟไซต์ที่เป็นพิษต่อเซลล์ของผู้รับการปลูกถ่าย

การวิเคราะห์ความพยายามเชิงคาดเดามากมายเพื่ออธิบายข้อเท็จจริงของการปฏิเสธการปลูกถ่ายประสาทโดยปฏิกิริยาของระบบภูมิคุ้มกันของผู้รับต่อเซลล์บุผนังหลอดเลือดของผู้บริจาคหรือองค์ประกอบเซลล์เกลียนั้นไม่มีประโยชน์ เนื่องจากแม้แต่เซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาทที่บริสุทธิ์ก็อาจถูกภูมิคุ้มกันโจมตีได้ ที่น่าสังเกตคือการแสดงออกของลิแกนด์ Fas โดยเซลล์สมองที่จับกับตัวรับอะพอพโทซิส (โมเลกุล Fas) บนลิมโฟไซต์ T ที่แทรกซึมเข้าไปในสมองและกระตุ้นให้เกิดอะพอพโทซิสนั้นมีบทบาทสำคัญในกลไกของการอยู่รอดของการปลูกถ่ายที่ยาวนานขึ้นภายในระบบประสาทส่วนกลาง ซึ่งเป็นกลไกการป้องกันโดยทั่วไปของเนื้อเยื่อภูมิคุ้มกันทำลายตนเองแบบทรานส์แบร์ริเออร์

ดังที่ V. Tsymbalyuk และผู้เขียนร่วม (2001) ระบุไว้ได้อย่างถูกต้อง การปลูกถ่ายเนื้อเยื่อประสาทของตัวอ่อนมีลักษณะเฉพาะคือเกิดการอักเสบร่วมกับเซลล์ที่ไวต่อแอนติเจนของสมองและเซลล์ที่ถูกกระตุ้น แอนติบอดี และยังเกิดจากการผลิตไซโตไคน์ในบริเวณนั้นด้วย บทบาทสำคัญในเรื่องนี้คือการที่ร่างกายไวต่อแอนติเจนของสมองที่มีอยู่ก่อนแล้ว ซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการพัฒนาของโรคระบบประสาทส่วนกลาง และสามารถมุ่งเป้าไปที่แอนติเจนที่ปลูกถ่ายได้ นี่คือสาเหตุที่การอยู่รอดในระยะยาวของการปลูกถ่ายเซลล์ประสาทที่ไม่เข้ากันกับเนื้อเยื่อจะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อกดภูมิคุ้มกันด้วยไซโคลสปอรินเอ หรือโดยการแนะนำแอนติบอดีโมโนโคลนอลให้กับลิมโฟไซต์ CD4+ ของผู้รับเท่านั้น

ดังนั้น ปัญหาต่างๆ มากมายเกี่ยวกับการปลูกถ่ายประสาทจึงยังไม่ได้รับการแก้ไข รวมถึงปัญหาที่เกี่ยวข้องกับความเข้ากันได้ทางภูมิคุ้มกันของเนื้อเยื่อ ซึ่งสามารถแก้ไขได้ก็ต่อเมื่อมีการวิจัยทางคลินิกและพื้นฐานที่ตรงเป้าหมายเท่านั้น