影响脊髓神经再生的因素
出处：按学科分类—医药、卫生 中山大学出版社《脊髓损伤》第547页（12081字）
周围神经在受到挫伤或发生断裂后，可以出现明显的再生。在中枢神经系统，除垂体蒂部外，再生能力均较差。单胺神经元在中枢神经系统中形成一个广泛的系统，其在间脑嘴部的上行纤维及在脊髓内的下行纤维发生断裂后，均有较强的再生能力。轴突被切断2～3天后，能观察到活跃的生长，切断后10～14天内有迅速再生，并形成茂密的纤维网状结构。随后，由于生长的方向性不强，一部分进入切断后的坏死组织中，一部分进入周围组织中。目前还不明了，中枢神经系统的单胺能纤维受到物理性或化学性破坏后，再生有何不同。轴突切断后，其与细胞体需要哪些代谢活动，何种物质可以促进或加速中枢神经系统的再生，又是何种物质阻碍或抑制这个过程，是否再生纤维的趋化性导向是由一些特殊的化学分子自行控制，这些问题均需要进一步研究和探讨。脊髓损伤后，能影响神经轴突生长或再生的因素可分为两大类：促进、诱导轴突生长的因素和抑制轴突生长的因素。前者又可以分为细胞内和细胞外两种。细胞内因素有神经营养因子(neurotrophic factor，NTF)、微管协同蛋白(microtubule associated protein，MAP)、轴浆输送及生长协同蛋白(growth associated protein，GAP)等，细胞外因素则包括层粘蛋白、神经细胞粘附分子、星形胶质细胞及雪旺氏细胞等。动物实验证实有以下因素阻碍脊髓损伤后神经的再生：①生化改变：如神经分泌性物质、神经营养性物质、神经递质、生长因子、内分泌激素等的释出受到抑制；②血液供应：神经细胞没有充足的供应，无法获得氧、蛋白质、葡萄糖及其他营养物质，不仅不能再生，甚至无法存活；③神经结构的改变：再生神经细胞的接触导向以及由神经胶质细胞、血细胞、成纤维细胞形成的瘢痕组织、细胞碎片、组织坏死、组织内空洞均可影响脊髓神经再生；④免疫因素：如脊髓抗原的产生；⑤神经再生的抑制因子，此部分将在第五节内详细叙述。
一、神经营养因子
神经营养因子(NTFs)是神经细胞发育和存活必需的大分子蛋白质，根据其来源和作用，主要包括神经生长因子(NGF)、脑源性神经营养因子(BDNF)、神经营养素－3(NT－3)以及神经营养素－4／5(NT－4／5)等。
(一)神经生长因子(NGF)
在各种神经营养因子中NGF是研究最清楚的一种。NGF能刺激新生动物外周感觉神经和交感神经的生长、发育，也可刺激组织培养中交感神经节的生长。NGF分别由Levi-Montaleini和Cohen从蛇毒和小鼠颌下腺中分离、纯化。NGF的应答神经细胞，在中枢神经系统为前脑基部胆碱能神经，在周围神经系统为来自神经嵴的交感神经系统和脊神经后根感觉神经。NGF能维持和促进发育中的交感神经细胞、前脑胆碱能神经细胞及交感神经细胞的存活、分化和成熟。对感觉神经细胞和前脑基部的胆碱能神经细胞有营养作用。NGF的生物活性结构是两条相同的含118个氨基酸的肽链，NGF受体为跨膜糖蛋白，根据其与凝集素结合能力的大小分为高、低亲和力受体，按受体分布在细胞上的位置又可分为核受体和膜受体。中枢神经系统内源性NGF最初是用免疫组织化学方法在大鼠胚胎中发现的，它与脑内胆碱能神经通路有密切联系。NGF在中枢神经系统内的功能可以概括为：①中枢神经系统内可能有NGF反应性神经元集团，与内分泌调节有关；②参与下丘脑神经分泌调节功能；③对中枢神经系统损伤有修复作用：如脑内儿茶酚胺能神经通路受损，给予NGF可促进神经纤维再生，给予NGF抗体可抑制其再生；④NGF合成和利用障碍，可导致神经变性疾患；⑤类似损伤局部炎症趋化因子的作用。NGF在靶细胞上有3个结合部位，即膜结合部位、核结合部位及突触结合部位。NGF与膜受体结合后呈内在化，绝大多数与溶酶体发生作用，仅很少一部分进入细胞核。这一部分NGF携带必要的生理信息，起转录作用。轴浆流逆向输送可能将NGF逆向运送到神经元，促进神经轴突向特定靶器官定向生长。研究证实NGF有以下生物学活性：①维持交感神经和感觉神经细胞的生存：用纯化的NGF免疫成年家兔，再将该家兔的血清注入年幼的大鼠或小鼠体内，造成被动免疫，对抗其体内的NGF，使交感神经系统几乎全部永久地损害，称为交感神经免疫切断术。母鼠如曾受抗NGF抗体免疫，则胚胎子鼠缺乏感觉神经系统，称为感觉神经免疫切除。这些事实说明交感神经系统和感觉神经系统的生长发育不能缺少NGF。②促进神经细胞分化：用胰蛋白酶将鸡胚感觉神经节和交感神经节分离后，加入NGF进行培养，一天内便能见到神经纤维生长。③决定轴突的伸长：向新生大鼠脑内连续7～8天注入NGF，可见交感神经节神经细胞长出神经纤维，通过后根神经节细胞进入脊髓，并向注入NGF的方向生长。有人在大鼠切断的脊髓纤维断端，用一个交感神经移植物进行连接，发现有荧光作用的含儿茶酚胺纤维能长入切断处的交感神经移植物中，并越过该处向远侧生长，这初步表明NGF可以促进并加速切断处被破坏的轴突纤维再生。Sugar等曾将出生3～5周的大鼠脊髓切断，在断端空隙中植入同种胎鼠脑组织、肌肉或退化的坐骨神经，4～6周后发现切断轴突后周围组织条件并无改变，仍存在引导再生纤维生长的组织环境。cAMP能刺激发育中的轴突使其延长，至少部分作用在轴突的微管上；Colcemid能破坏微管，抑制其生长；而cAMP能消除此作用，NGF也能制止Colcemid的作用。所以推测，NGF可能通过cAMP的第二信使系统影响神经元的成熟。NGF能补充或替代非神经元细胞支持作用的不足。有人认为NGF可直接作用于非神经细胞上，而对神经元细胞仅起间接作用；也有人认为NGF可能同时作用在神经元细胞和非神经元细胞上。在动物实验中，如将虹膜移植于脊髓切断处，NGF能显着地加快神经元长入虹膜的速度，虹膜表面几乎长满新生的神经纤维；而未用NGF者，在虹膜上只能看到个别神经纤维长入。Kierman等提出，在高等哺乳动物胚胎内有NGF，通过cAMP第二信使，激活神经元蛋白合成，而使神经元发育生长，显示再生能力。成年后，由于自体抗体的中和作用或由于自然消失，神经元也失去再生能力。Berstein等提出，当生长中的神经元完成突触发生过程后，便处于一种生长抑制状态，轴突切断后可出现去抑制，因而可恢复再生。瘢痕组织并非不可逾越的障碍。由于缺乏NGF，再生轴突不能抵达预定的靶器，可能是再生失败的原因。运动神经在很多条件下均有NGFR的表达，说明NGF与脊髓发育、功能的发挥及损伤后再生有一定关系。经脑室给予NGF可促进正常脊髓前角运动神经元重新表达NGFR，并见神经元胞体增大。但运动神经元出现自然死亡时，NGF mRNA有高水平的表达。坐骨神经损伤后，也可引起NGF mRNA明显表达。脊髓损伤后，能使运动神经元重新表达NGF mRNA，其高峰期与胆碱乙酰转移酶最大丧失量一致，说明NGF可促进胆碱乙酰转移酶恢复而使神经功能随之恢复。脊髓损伤后进行脊髓移植并给予外源性NGF，具有保护神经元，刺激轴突再生的作用。Houle先后数次报告应用经NGF处理的硝酸纤维素膜移植于完整脊髓组织中，可促进和引导大鼠脊神经后根轴突的再生，并与移植物上特异非神经元细胞相关。对伤后移植的胚胎脊髓组织的检查结果发现，在NGF处理的硝酸纤维素膜与移植物之间有几层非神经细胞层，紧贴纤维素膜的是巨噬细胞层，第二层为致密的胶原束层，在接近胚胎脊髓组织的神经毡前是星形胶质细胞层，在其与第二层之间有再生的感觉神经元轴突延伸，而在对照组很少有再生轴突长入。这说明，经NGF处理的硝酸纤维素膜移植物结合的非神经细胞如巨噬细胞等共同促进后根感觉神经元轴突的再生过程。Houle还发现，在晚期移植胚胎脊髓组织，并将两条NGF处理的硝酸纤维素膜分别置于损伤腔隙的头、尾侧，在移植后6周，有CGRP免疫标记的轴突密集的出现于损伤腔隙尾侧的表面，并沿移植物的全长延伸指头侧，这些结果表明神经元损伤后保持了具趋向性的再生能力，而临近NGF移植物的基质能促进感觉神经元轴突穿过脊髓损伤部位，加强穿过损伤腔隙的轴突再生能力。
(二)脑源性神经营养因子及其他神经营养因子
BDNF是分子量为12．3kD的碱性蛋白，其应答细胞在中枢神经系统黑质。BDNF能支持和促进纹状体多巴胺神经元、视网膜神经节细胞、前脑胆碱能神经元和脑运动神经元的存活和生长。BDNF可支持和促进脊髓运动神经元的存活和生长，也能支持和促进一级感觉神经元的存活和突起的生长。BDNF能使体外培养的神经元内超氧化物歧化酶、过氧化氢酶及谷胱甘肽过氧化物酶的含量明显增加，减少自由基的产生，从而降低自由基对神经元的损伤。实验显示，在中枢神经系统还有其他因子也具有明显活性，如睫状神经营养因子(CNTF)、白血病抑制因子／胆碱分化因子(LIF／CDF)、酸性成纤维细胞因子(aFGF)、碱性成纤维细胞因子(bFGF)等。CNTF和LIF／CDF可降低脊髓背根神经节细胞培养物中的SP和CGPR的浓度，升高VIP的浓度，说明CNTF和LIF／CDF能对抗NGF对神经细胞内这些神经肽的调节作用。各种神经生长因子对脊髓背根神经节细胞的存活均有促进作用，以NGF最强，CNTF和LIF／CDF次之，BDNF和NT－3也有轻微作用。NGF对脊髓运动功能影响不明显，而CNTF可以救援发育中运动神经原因轴突切断而造成的死亡。Northern分析和原位杂交显示运动神经元有TrkB和TrkC的表达，切断坐骨神经后TrkBmRNA水平也升高。对人体脊髓神经元培养的研究证实，CNTF、BDNF、NT－3、NT4／5和LIF／CDF等都能使胆碱乙酰转移酶水平提高2～3倍，联合应用可提高4倍以上。脊髓损伤后两天，运动神经元中aFGF表达增加，伤后5天，在损伤腔隙边缘bFGF增加，损伤部位以上后柱星形胶质细胞和胞质中的bFGF也增加，aFGF和bFGF在伤后腔隙和细胞的分布显示其在脊髓损伤后修复的不同作用。
二、神经轴突促进因子及基质形成前体
神经轴突促进因子(neutite-promoting factors，NPFs)是一种可与底物结合的糖蛋白，能强有力地促进神经轴突的起始生长和进展。基板的两种成分分别为层粘蛋白和纤维连接素，均可促进轴突的生长。曾报告NPFs是通过在基板表面增加生长锥的粘连来促进轴突生长，但最近的研究认为与此无关。NPFs能控制轴突进展，影响其生长率、出现率及持续时间。
基质形成前体(matrix-forming precursors，NFPs)可能含有纤维蛋白原及纤维连接素，能在神经间隙中产生纤维蛋白，提供细胞生长的支架。神经损伤后，在断端的渗出物中，NPFs中纤维蛋白原及纤维连接素能形成多聚合纤维蛋白基质，对轴突向损伤断端间隙生长甚为重要。
三、微管协同蛋白及生长协同蛋白
微管协同蛋白(MAP)是一组从脑组织中提取的蛋白质。MAP1存在于神经元的胞体、树突和轴突，是微管间桥的主要成分。MAP2主要在树突。MAP在体外能使微管蛋白聚合成为微管，并保持微管稳定。微管形成束，从胞体延伸到轴突末端。由于轴突的伸长主要通过微管的延伸，神经丝随微管的延长而生长，因此MAP在轴突生长和再生过程中起重要作用。NGF与靶细胞生长锥、轴突和胞体的受体结合，形成NGF－受体复合物，进入细胞核内，触发编码MAP的基因，增加细胞内MAP的mRNA。MAP能调节细胞骨架的组装和结构，促进轴突生长。生长协同蛋白(GAP)在轴突生长过程中含量明显增加。GAP是生长锥的一种成分，形成和维持一个具有功能的生长锥是其主要作用，而这是轴突生长的先决条件。
四、非神经元细胞的支持作用
非神经元细胞即支持细胞，主要是神经胶质细胞，在正常情况下，对神经细胞有保护、支持作用，并参与神经细胞代谢和生物电活动。神经系统损伤早期，这些细胞可吞噬损伤的髓鞘碎片及变性的轴突，清理损伤部位，构成损伤后早期支持框架，以促进损伤轴突的再生。在此主要叙述几种与轴突再生密切联系的非神经元细胞。
(一)星形胶质细胞
星形胶质细胞在损伤后起双重作用：①在幼稚期，星形胶质细胞对神经元的生长具有化学诱导作用，它可以分泌许多神经诱导因子，如层粘蛋白可促进轴突生长；②当层粘蛋白聚合成基板后，神经纤维很难穿过其向远处生长，星形胶质细胞在损伤部位形成瘢痕，机械地阻挡神经纤维的再生。电镜观察发现在星形胶质细胞膜表面有一种矩形结构的膜蛋白，明显抑制神经纤维的生长。星形胶质细胞的发育与神经纤维的髓鞘化有明显的相关性。星形胶质细胞对神经元的成活具有NGF相同的作用。组织培养时发现，增加星形胶质细胞的数目可促进神经元的发育。单纯培养神经元不易成活，但如将其移到含有星形胶质细胞层的培养物中，则可恢复正常的成活率，分离的神经节细胞存活决定于星形胶质细胞及其他非神经元细胞的支持。神经元与其相适应的支持细胞之间存在特异性极强的亲和力，如在周围神经的再生过程中，神经膜细胞起重要作用；切断垂体蒂部或切断垂体又复归原位后，只有在垂体细胞和神经分泌细胞同时存在而又比例适当时，才能出现垂体再生。正常整个脊髓周围，除神经根进入处包以一层软脊膜下神经胶质基板外，其余均为软脊膜。此基板为结缔组织，含胶原原纤维间质。基板的整个内面覆以星形胶质细胞轴突终扣。超微结构显示，脊髓被一种复杂的结缔组织网所穿入，即血管周围间隙，位于内皮层及血管周围胶质基层之间，其上也有星形胶质细胞轴突终扣，此血管周围胶质基层在血管进入脊髓处与软脊膜下神经胶质基板相连。脊髓再生时，重新组成室管膜对随后轴突的生长提供了重要的部位。对成年蝾螈摘除脊髓节将引起近、远侧脊髓残断中央管成分的增生，包括室管膜细胞，以提供底物，使初始轴突再生至相反残断。从近、远侧脊髓残断发生的纤维束朝向对方，在疏松结缔组织中共束，充填中间空隙。以后从近、远侧残断长出的室管膜芽相遇，形成一个连续的中央管。几个月后，在间隙中有相当的轴突再生长而使功能恢复。这说明在脊髓再生上，建立一个神经组织桥作为轴突生长的底物很重要。一些研究者发现，在生长的室管膜管及再生的中央轴突间存在一个异常关系，在蜥蜴和蝾螈，生长的室管膜上皮管可以指引再生的中央轴突。这可能意味着，在神经系统的再生和发展上，神经胶质和神经元的相互作用对神经轴突的再生有着重要的作用。星形胶质细胞对损伤的反应是肥大和增生，参与清除细胞碎屑，伸展其细胞突起至神经元核周体、轴突与树突，起到修复坏死神经组织的作用。反应的星形胶质细胞还形成神经胶质界膜，包围裸露的中枢神经组织。正常这种结构覆盖中枢神经表面，又一层或多层星形胶质细胞终足形成；覆以一个连续的基板(即神经胶质板)。神经胶质界膜将脑及脊髓与脑膜及血管组织分开。虽然这些胶质反应在损伤后作出修复，但最终形成致密瘢痕，阻碍轴突的再生。究竟星形胶质细胞产生的这种神经胶质瘢痕是抑制或促进轴突延伸还有不同的看法。
(二)雪旺氏细胞
脊髓的血管周围间隙一部较大脑部者为大，因属于结缔组织，含胶原原纤维和成纤维细胞。在猪、狗及人脊髓小动脉及毛细管前血管周围间隙有成熟的雪旺氏细胞包被神经外膜基板，也包被无髓鞘的轴突。可以说，在正常哺乳类脊髓内，有结缔组织，甚至有周围神经纤维及雪旺氏细胞，尽管这些结构交织紧密，但属于真正的外胚层中枢神经系统，并不与中胚层结缔组织相混。整个脊髓覆以一层连续的胶质层，其表面为软脊膜下胶质基板，并不深入脊髓内部而作为血管周围胶质基板。脊髓横断后，中枢神经系统周围界限遭到破坏，其反应是形成一个新的胶质基板，覆盖断端的中枢神经系统裸露面，在狗一般在2周内完成，但并不在原来的断端，系由于该处有2mm将发生坏死，从脊髓脱落并代之以不规则的空腔，因之覆盖其上的胶质基板也成为复杂扭曲的结构，并与周围的软脊膜下胶质基板及内部的血管周围基板相连，这样使中枢神经系统组织重新获得形态上的稳定。奇异的是，在切断的断端胶质基板内，电镜下偶尔可以看见雪旺氏细胞，有少数轴突使中枢神经系统与结缔组织发生连接，在脊髓侧，轴突覆以星形胶质细胞或少突状胶质细胞，但在结缔组织侧，同一轴突则覆以雪旺氏细胞。Blakemore等发现雪旺氏细胞可以进入中枢神经系统，一旦出现，其与神经元成分的关系与在周围神经系统中相似，神经胶质界膜的破坏可以允许其进入。如何冲破这种由星形胶质细胞形成的屏障还不明白。雪旺氏细胞侵入脊髓并非特异性。在病理情况下，当星形胶质细胞或胶质基层遭受损害时即可出现，如脊髓受压、脊髓横切、多发性硬化及X线照射均可见到。雪旺氏细胞的来源可能为：①脊髓的血管周围间隙，靠近神经根进入处；②在脊髓横切时来自受损的背侧神经根；③中枢神经系统原先存在原始的多能间叶细胞。雪旺氏细胞是周围神经系统的主要胶质成分。有研究者通过动物实验，在脊髓损伤后，应用周围神经连同雪旺氏细胞进行移植，已修复脱髓鞘的轴突。雪旺氏细胞可使某些轴突产生髓鞘，在去神经的骨骼肌可以释放乙酰胆碱。Brockes等应用免疫法从周围神经分离培养中辨认及纯化大白鼠雪旺氏细胞，研究其增殖的机制。培养时间可以维持数月，可用来分析神经元信号的性质，诱导周围髓蛋白合成。Ramonycajal认为雪旺氏细胞能促进轴突生长，引导并营养再生的周围轴突，再生长的轴突不仅需要Bungner带(周围神经变性的鞘细胞融合带)的结缔组织的引导，而且需要沿轴突生长通路存活的雪旺氏细胞的支持。中枢神经系统所以不能再生正是缺少这种在周围神经系统存在的支持细胞。应用雪旺氏细胞帮助脱髓鞘的中央轴突再髓鞘化更为直接，感觉及运动轴突可以从雪旺氏细胞或少突状胶质细胞接受髓鞘，这些轴突经过中枢神经系统白质及周围神经系统的神经根之间。在很多病理情况下，雪旺氏细胞能使中央轴突髓鞘化。因此在中枢脱髓鞘部位移植雪旺氏细胞是合理的。但对于这个假说需要提出以下问题：①雪旺氏细胞或其他细胞外基质成分是否能作为周围神经再生长的支持因子；②雪旺氏细胞在中枢神经系统内会不会影响其功能；③雪旺氏细胞的数目能否在中枢组织中很好地管制，以使其发挥更为有效的修复功能；④雪旺氏细胞在周围神经轴突中提供的营养支持在中枢神经系统中对不同种属的神经元是否还存在；⑤中枢神经系统胶质细胞与雪旺氏细胞是否对轴突再生是个屏障。在无脊椎动物的研究中，有直接证据说明在雪旺氏细胞和轴突之间有物质交换。实验还显示，雪旺氏细胞只对一些类型的神经元提供营养。在培养中，雪旺氏细胞释放或分泌大量的肽至培养基，这种分泌活动对雪旺氏细胞的功能是必要的。实验显示，在损伤部位植入雪旺氏细胞后，轴突很快长入移植物，其生长与雪旺氏细胞的排列方式一致，有些并可长入远端实质。雪旺氏细胞还可以分泌多种神经营养因子。外周神经断裂后，在华勒变性发展之中，新生的雪旺氏细胞重新进入神经束残留的基膜管，形成Bungner带，再生轴突将沿此带延伸。应用硝酸过氧化乙酰／聚氯乙烯渗透管并在其中移植雪旺氏细胞，将其移植于损伤脊髓部位，其中生长轴突的数量和长度均优于单纯氧化乙酰／聚氯乙烯管而未种植雪旺氏细胞者。轴突再生一般可以分为轴突芽生、再生轴突的生长和延伸及神经再支配3个阶段。在中枢神经系统损伤模型中，移植的雪旺氏细胞可与原有少突状胶质状细胞竞争，使轴突髓鞘化。雪旺氏细胞表达的细胞粘附分子包括NCAM和L1以及髓磷脂相关糖蛋白(MAG)和P6，均参与周围神经系统的髓磷脂形成。P6是周围神经系统髓磷脂中主要的糖蛋白，既可以是人类自然杀伤细胞HNK－1的受体，又可为载体，其单体形式是跨膜糖蛋白，具有蛋白、蛋白和碳水化合物、蛋白结合位点，其单体分子间的交互作用可以是同一细胞膜上的，也可以是相邻、相对细胞膜上的。这种形式的组合可使不同细胞间相互重叠而发生联系，在周围神经系统的髓磷脂形成中起核心作用。NCAM和L1属于免疫球蛋白基因超家族的跨膜蛋白，均通过嗜同种抗原机制介导非Ca2+依赖型细胞粘附。再生的中枢神经元表面表达大量的NCAM和L1，主要位于神经元与雪旺氏细胞相接处的膜之间。雪旺氏细胞表面表达的NCAM和L1是促进中枢神经元再生通过移植物的关键物质。粘附分子一方面通过直接粘附作用引导神经元，还通过第二次信使的级联放大在细胞生理方面产生多种效应，如加强微管蛋白的聚合、稳定轴突延伸和细胞骨架。雪旺氏细胞在发育上由前体细胞发育为形态和功能完全不同的髓鞘形成和非髓鞘形成两类细胞。但这两类细胞的分化是可逆的。一旦周围神经系统离断，可恢复到发育早期的活跃细胞阶段，覆盖神经－肌肉接头处。雪旺氏细胞伸出的终末突起可长入肌肉，甚至达几百毫米，为失神经支配的肌肉延伸的轴突提供一种最佳的基质，使这些延伸的突起与相邻终板的雪旺氏细胞突起形成网络，从而获得神经再支配。由雪旺氏细胞提供的细胞表面非常重要。近来发现，在细胞表面和细胞外可以调节神经发育、突触存活以及损伤后再生过程的因子统称为神经识别分子，主要包括免疫球蛋白、Ⅲ型纤维连接素和EGF三大家族，其他还有整合素、蛋白聚糖和聚糖结合连接素等。
(三)巨噬细胞
脊髓损伤后，侵入的单核细胞或巨噬细胞在中枢神经系统损伤后重建过程中起重要作用。损伤区的反应性星形胶质细胞增生能抑制轴突的再生，可能由于蛋白多糖的产生抑制潜在层粘蛋白介导的轴突生长，神经胶质瘢痕并非是良好的轴突再生的惟一障碍，少突胶质细胞及髓鞘衍生的蛋白(NI－35和NI 250)能抑制脊髓轴突的再生长。髓鞘相关糖蛋白(MAG)也可能是轴突生长的重要抑制物，与NI－35及NI－250不同，其抑制作用仅在体外看到。目前对小胶质细胞及巨噬细胞的作用仍存在不同看法：一方面，反应性小的胶质细胞及血源性巨噬细胞释放细胞毒性物质，参与继发性损伤后组织破坏；另一方面，小胶质细胞及巨噬细胞又是华勒变形的重要作用剂，有些步骤如轴突崩溃、神经胶质激活以及轴突碎屑清除在中枢神经系统要比在周围神经系统慢。在中枢神经系统，损伤后巨噬细胞反应与周围神经系统者明显不同。在坐骨神经挤压伤有大量巨噬细胞侵入伤处及变性远段，早在伤后24小时就可与血源性单核细胞区别。体外视神经研究显示巨噬细胞可促进轴突生长，可能与排除MAG抑制有关。伤后视神经髓鞘的移除慢于周围神经系统，但巨噬细胞加快清除髓鞘成分特别是MAG以和NI－35和NI－250等抑制轴突再生的蛋白尚缺乏直接证据。巨噬细胞还能通过释放细胞因子促进轴突再生长，如TGF－β能加强损伤哺乳动物视神经对神经元的粘连。由小胶质细胞和／或巨噬细胞产生的TGF－β对雪旺氏细胞是强有丝分裂原，并在ECM形成及血管发生上起一定作用，有助于建立一个神经保护环境。在坐骨神经，IL－1可诱导NTF的合成和释放，如NGF；激活的巨噬细胞及小胶质细胞能产生一些糖蛋白，如FN、层粘蛋白及血拴桥素等，均是有利于轴突生长及再生的底物。最近有报告移植预先与坐骨神经节段赋予的巨噬细胞或培养的小胶质细胞能促进中枢神经的轴突生长。与上述看法相反，也许在中枢神经系统损伤后，不充分的巨噬细胞反应可能妨碍轴突再生，而在伤处增加激活的巨噬细胞可能有利。Franzen等对大鼠应用自体荧光微球标记的腹膜巨噬细胞移植于脊髓压迫损伤部位。1个月后与对照组相比MAG表达明显降低，损伤处有轴突进入，主要可能为来自后根的肽能轴突。此外，在巨噬细胞移植组尚有血管发生及雪旺氏细胞浸润，有利于轴突再生长的底物－层粘蛋白也增加。应用RT-PCR，在移植细胞可发现TGF－α mRNA，而各种NTF，包括NGF、NT－3、BDNF、aFGF及bFGF均为阴性。Franzen等用巨噬细胞移植于大鼠损伤脊髓，首先通过生化及免疫细胞化学检测均显示MAG明显降低。腹膜巨噬细胞也可能间接通过合成细胞因子，作用于环境中其他细胞类型而增加NTF。由巨噬细胞产生的IL－6能加强星形胶质细胞对NGF或bFGF的释放，巨噬细胞也能分泌大量IL－1。大鼠坐骨神经能调控由非神经元细胞合成的NGF。由腹膜巨噬细胞产生的TNF－α能刺激血管生长，其分泌伴层粘蛋白产生，后者的免疫反应性在巨噬细胞移植损害区增加，不仅在毛细血管，在侵入的雪旺氏细胞也能见到。腹膜巨噬细胞移植于成年大鼠损伤脊髓所引起的轴突再生有利作用决定于一些机制，包括移除抑制性髓鞘衍生分子，也不能排除由胶质细胞产生的NTF及细胞因子。轴突生长主要为脊髓背根神经节衍生的肽能纤维，而非长纤维束。
五、血供影响
脊髓横断后，血供将受明显影响。紧邻损伤处，神经纤维网溶解，继以空洞形成及扩大，这部分由于供氧减少而使神经纤维网及细胞坏死，细胞膜破裂，溶酶体释入到细胞外液，侵袭邻近的神经纤维网，更加进一步形成空腔。为促使神经再生，首要的问题是稳定邻近损伤的神经纤维网，防止其遭到破坏。微循环的缺少将引起缺血、缺氧，结果细胞死亡；同时释放出或产生使周围神经组织解体的物质，形成一种自体不断破坏的循环。为改善脊髓损伤后的血供障碍，临床上曾使用过不同方法，如高压氧、增加血供药物等。Goldsmith曾发表文章建议应用带蒂大网膜移植于损伤的脊髓。高压氧可增加脊髓的氧水平及邻近损伤处缺血神经纤维网的氧浓度，氧水平的增加可逆转组织缺血，防止神经纤维网的破坏，直到再建血供，尽量减少随后空洞的形成及扩展。应用高压氧不利之点可能使胶原纤维密度增加，瘢痕向头尾、侧扩展。高压氧可使少氧的成纤维细胞诱发胶原合成。大网膜可以成为脊髓的新的血供来源，损伤后早期植入，能降低损伤平面，减轻水肿形成，扩张血管、增加血供；还可以阻止脊髓损伤后继发性病理改变，减少或减轻截瘫的形成与并发症的发生。也有人认为脊髓损伤后，引起的组织破坏系由于神经组织的直接机械性打击，而非缺血，因此不需要再建血供。邹雄伟等曾对89例外伤性截瘫实行大网膜脊髓移植术，手术方法是在上腹部正中切口开腹后，将大网膜剪切，延伸至60mm左右，通过皮下隧道将大网膜引出至背部，在脊髓部位行全椎板切除后，剪开硬脊膜，将带蒂的大网膜覆盖于脊髓表面，周边固定于硬脊膜上。术后观察，多数患者在感觉、运动系统、自主神经系统、性功能方面均有不同的改善。
六、瘢痕组织
Bignami等人认为神经胶质瘢痕是胶质丝在星形胶质细胞内聚集的结果。纤维性胶质化不仅是机械屏障，也干预其他与轴突再生有关的胶质细胞功能，如营养因子的供给。实验上，切除周围神经，植以视神经或中枢神经系统的有髓纤维束，再生的周围神经不长入视神经，而长入移植物的周围。将视神经的髓鞘切除，仍然存在这种“屏障”。这种致密的纤维性胶质化是华勒变性的结果，而非残留的退变髓鞘。Bignami等从脑中分离神经丝，困难在于分离不同类型。分离后脑神经丝的稳定也是困难的，其蛋白质只能用高浓度的尿素及氯化胍丁才能溶解。从脑的提取物中，可分离胶质丝的蛋白亚单位。由于缺少任何可知的酶的活性或结合性质，这种蛋白被称为胶原纤维化酸性蛋白(GFPA)，用免疫技术可以辨认，抗蛋白的抗体最初由多发性硬化斑分离，在胶质丝中丰富，经适当净化可以制备。以往的研究集中于神经胶质瘢痕，认为是再生轴突的机械阻碍，但电镜观察，再生长的轴突在穿越神经胶质瘢痕时并无困难，可使胶质突起离开并再建中央联系。在妨碍脊髓再生的因素中，有些作者认为覆盖脊髓切断顶端的基板可能起重要作用。基板为超微结构成分，相当于光镜下看到的基底膜，由Ⅳ型胶原构成，包埋于无定型的基质中，含有酸性粘多糖和不同聚糖，并伴有一些非胶原的糖蛋白。基板的完整性对于维持有规律的组织结构及病变修复是必需的。在中枢神经系统，基板位于软脊膜－神经胶质界面及血管－中枢神经系统界面。Feringa等在大白鼠脊髓横断后很快在中枢神经系统边缘形成基板，称为边缘现象或覆盖现象。损伤后5天，当光镜下尚未看到反应性胶质纤维化之前，在存活的中枢神经系统及早期胶原瘢痕之间的边缘即看到基板的节段。损伤后10天更为连续。至20天时，整个脊髓切断端覆以一层基板。Feringa认为切断的轴突不能或至少不容易越过完整的基板，它可能对再生失败起部分作用。轴突在试图生长越过断端前，可能需要几天准备连接的时间。Kao等在损伤后1周小心取出断端瘢痕及坏死碎屑时，可能部分去除在残端新形成的基板，这使少数开始再生的轴突能在新的基板形成前越过裂隙而成功地获得再生。