小兒腦性癱瘓(cerebral palsy)是因腦功能障礙引起的以運動障礙及姿勢異常為主體的一組癥候群。英國矯形外科醫生Willian John Little(1810—1894)最早將Cerebral palsy確定為一種疾病納入醫學領域。我國的小兒腦性癱瘓定義為：以妊娠到新生兒之間的各種原因所致的腦的非進行性病變為基礎，形成永存的、但可以變化的運動和姿勢異常，其癥狀在2歲之前出現。小兒腦癱包括：缺血缺氧性腦癱、產傷造成的腦癱、外傷性腦癱、醫源性腦癱以及一些不明原因的腦癱。腦性癱瘓是目前小兒時期最主要的運動功能傷殘疾病，而且多數伴發有智力低下及語言功能障礙。與腦癱高度相關的危險因素有宮內發育遲緩、新生兒窒息、新生兒顱內出血、新生兒產傷及高膽紅素血癥、高熱驚厥、癲癇發作、墜落傷、車禍傷等。如何有效地防治該類型疾病?人們采用了各種辦法和手段：高壓氧、神經營養藥物、細胞因子、中藥、針灸治療及手術治療。這些治療手段對于損傷程度相對較輕的神經細胞有一定的效果，但對于已經完全損傷的神經細胞，治療效果有限。采用神經組織移植治療此類疾病，實驗證實有效，但存在細胞來源不足，醫學倫理學、療效持續時間短的問題，限制了中樞神經移植治療腦癱的進一步研究。神經干細胞的研究和發現為治療此類疾病帶來了希望。
一、小兒腦癱機制
神經系統由神經元和膠質細胞構成。神經系統的功能單位——神經元，在損傷后不可再生，從而嚴重影響神經功能。神經膠質細胞在神經系統中也有十分重要的功能，在損傷后可以有一定程度的再生，但多數再生的膠質細胞最后形成膠質瘢痕，失去其正常功能。在發育的晚期和出生后早期，神經前體細胞會從SVZ、VZ及海馬等神經干細胞密集的區域向嗅球、大腦皮層、中腦等特定部位遷移，到達特定目的地在局部微環境和內在基因調控作用下進一步分化為特定的神經元及周圍的少量膠質細胞。因此，腦癱患兒神經系統神經干細胞和神經前體細胞不可逆損傷的程度最終決定該患兒的預后。
新生兒腦缺血缺氧的發生率為4／1000，是嬰幼兒腦癱和智力發育延遲的一個主要原因。腦缺血缺氧損傷SVZ的神經前體細胞，使其數目減少和活力下降，從而導致SVZ神經前體細胞的增殖、分化、遷移異常，產生嚴重的神經系統損害，表現為神經元和膠質細胞的永久性損害。這是引起腦癱患兒認知和運動功能障礙的重要原因 。圍產期缺血缺氧可導致嬰幼兒腦白質病變，而腦白質損傷會進一步導致兒童慢性神經功能障礙。在新生兒期尤其是出生后一個月內，腦白質極易因腦缺血缺氧而受損。
二、神經干細胞基本屬性
有學者認為，神經干細胞就是指具有分化為神經元、星形膠質細胞、少突膠質細胞等各種細胞的能力，可以自我更新并足以提供大量腦組織細胞的細胞。自我更新和多分化潛能是神經干細胞的兩個基本屬性。室管膜下層有較為豐富的能終生分裂增殖、自我更新的神經干細胞。對室管膜前下區(anterior subventricular zone，SVZa)神經干細胞進行了較為深入的研究，對神經干細胞增殖、遷移和分化進行了多方面的研究，取得一些有意義的結果 。
三、神經干細胞具備成為理想供體的一些條件
1．具備早期胚胎細胞特性，存活率高：在目前神經移植中，普遍存在移植存活率低(約2 ～20％)的問題，嚴重地影響了腦組織移植的療效。神經移植的療效與供體組織的胎齡有著密切的關系。年幼的胚胎組織分裂能力愈強，移植存活率愈高。神經干細胞具有很強的自我增殖能力，移植后可分裂增殖，與宿主細胞發生神經整合，建立穩定的突觸聯系，成為有功能的替代神經細胞 。
2．能為中樞神經移植提供大量的細胞源 ：神經移植需要大量的移植細胞。如果采用胎腦組織移植，很難在短期內收集移植所需的合適胎齡胎腦，而且受倫理和法律的限制。神經干細胞可在絲裂原信號的刺激下在體外不斷分裂增殖，在體外大量擴增。另外有時間選擇合法流產的合適胎齡的胎腦作為神經干細胞來源。
3．可以分化產生神經系統的各種細胞 ：神經干細胞來源于神經組織，在一定的體外誘導條件或者合適的體內局部微環境下，誘導分化為病變部位所需的神經系統組成細胞。
4．便于體外誘導和基因操作：可以采用細胞因子在體外對神經干細胞進行誘導，使其向特定方向分化，或者使其分化到一定階段(如祖細胞階段)后再行移植。由于其是分裂增殖細胞，所以適合于進行基因轉染等操作，促進其向特定方向分化或者成為某種細胞因子或者藥物的攜帶細胞，具有其獨特的優越性。
四、神經干細胞移植治療的探索
1．神經干細胞移植治療應用于腦缺血缺氧疾病的實驗研究：未發育成熟的嬰幼兒的腦缺血缺氧的發生率高達4／1000，是腦癱、癲癇、智力發育遲緩的主要原因之一。神經干細胞和神經前體細胞受影響的程度將影響患兒腦的正常發育，影響腦功能，決定患兒預后最終結果。如果能夠及時予以神經干細胞移植治療，補充由于缺血缺氧而損傷的神經前體細胞，對于患兒的神經功能障礙的改善具有積極意義。動物實驗表明：缺血缺氧將損傷SVZ(subventricular zone)的神經前體細胞和神經干細胞，導致SVZ體積明顯變小，少突膠質細胞缺失，星形膠質細胞增多，腦室周圍白質髓鞘缺失。他們認為SVZ神經干細胞和神經前體細胞對缺血缺氧更敏感，正是圍產期腦缺血缺氧而致腦發育不全，引起認知和運動功能障礙。
Li等 研究在成年大鼠中風后，室管膜層、室管膜下層和脈絡膜叢均有神經干細胞的增殖，而且可以分化為局部的神經組成細胞。移植的外源性神經干細胞可以釋放正確的神經遞質和周圍細胞建立正確的輸人、輸出聯系，恢復認知和神經功能缺陷，而且可以動員自身的干細胞參與病變部位神經重建。神經移植治療腦缺血缺氧性疾病的效果取決于缺血缺氧程度、移植細胞在移植前后的活力、存活率以及手術技巧等。采用基因工程化神經干細胞，使其能表達特定細胞因子BDNF、NGF等，然后移植到缺血缺氧的腦區，可提高神經干細胞移植的效果 。
2．神經干細胞移植治療應用于腦外傷的實驗研究 神經元損傷后不可再生，因此腦外傷所造成的神經功能障礙給患兒帶來巨大痛苦。神經干細胞的研究發現為解決這一難題帶來希望。Tate等采用胚胎14．5 d的GFP標記的FGF2依賴性神經干細胞移植人腦外傷的小鼠模型中，研究發現：FGF2-依賴性神經干細胞可以在局部存活，與周圍細胞建立突觸。并且可以發生遷移，是一種很有希望的治療腦外傷的方法。實驗表明：成年動物腦外傷后機體本身有一定的代償能力，所以我們應該加強研究如何促進機體神經干細胞分化，從而促進神經元的代償性再生。研究證實：移植的神經干細胞能夠在腦外傷局部存活，分化成為神經元或者膠質細胞，改善腦外傷后運動功能障礙。神經干細胞和部分膠質前體細胞均可分化產生少突膠質細胞，進一步形成髓鞘，這對于中樞神經軸突脫髓鞘后重新髓鞘包裹有重要的意義。內源性神經前體細胞可作為腦外傷的替代或者補充療法。
五、神經干細胞移植治療存在的問題
1．神經干細胞移植是異體移植，仍然存在免疫排斥反應，這可能是影響神經干細胞移植療效持久、穩定的一個主要原因，采用基因修飾改變神經干細胞的免疫原性是一種有希望的手段。
2．如何促進神經干細胞的快速增殖。對于中樞神經移植來講，需要在短期內提供大量的細胞，而且最好是同批細胞。體外培養的神經干細胞也存在傳代過多后活力下降，生物學性狀部分改變的問題。
3．如何實現神經干細胞的定向誘導分化。通過體外細胞因子誘導培養，促使神經干細胞分化為該類細胞的成體細胞或者其前體細胞。
4．神經干細胞中樞移植療效的評價標準。如何評價神經干細胞移植以后患兒的改善情況?移植時機、移植量、移植部位、移植方式等一系列問題均有待于基礎和臨床學科的共同研究和探討。
5．如何調控機體自身的神經干細胞增殖、分化和遷移？
總之，神經干細胞是一種具有廣泛應用前景的干細胞，隨著其研究的不斷深人，神經干細胞將有望作為腦移植的供體細胞以及基因治療的載體用于臨床，對小兒腦癱的治療具有重要意義。神經干細胞增殖和定向誘導分化機制的最終闡明，將有賴于分子生物學、發育生物學、臨床學科等學科的相互協作和研究方法的進一步完善。
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