中枢神经受损后其远侧段也发生轴突和髓鞘的变性且病程较长，有人切断脊神经后，术后100天仍见有后索的变性纤维。在变性初期，变性纤维被星形胶质细胞所包围。术后30天发现小胶质细胞增生，变性的髓鞘被巨噬细胞所吞噬。

中枢神经近侧端受损伤的主要变化是出现逆行性的神经细胞变性。轴突被切断后，胞体出现染色质溶解现象。但经过一定时间后，有的细胞恢复了原有状态，有的细胞趋向缩小、消失的归宿。有的细胞胞体肿胀，可使其体积增加2倍以上，细胞核偏移而位于胞体的周边甚至向表面突出。尼氏体的溶解由核周向胞体周边进行，所以细胞的中心部在尼氏染色时不见着色。在恢复过程中尼氏体亦从核周重新出现而向四周扩延。在电镜下可见到高尔基复合体的膨胀、粗面内质网或线粒体的膨胀、断裂，神经微丝增加及各种致密小体增加。

与此同时，局部的星形胶质细胞增大、增生，称为反应性星形胶质细胞，增大的胞体内含大量胶质丝、糖原和脂肪，溶酶体增多，细胞的代谢活动增强，亦可见吞髓鞘的碎片。当损伤区的溃变产物被吞噬细胞清除后，星形胶质细胞即以其突起充填溃变区域的空隙，形成胶质瘢痕，从而把损伤区和正常组织分开。

周围神经元变性局限于受损神经元，不累及下一个神经元。但中枢神经的变性可跨越突触引起与之接触的下一个神经元的变性，这种现象称跨神经元或跨突触变性。最早研究是通过切断猴一侧视神经后，外侧膝状体的细胞嗜碱性降低（RNA减少），胞体萎缩。1个月后发生核膜变化和核内含物浓缩，核酸代谢改变，核萎缩。4个月后核仁也萎缩。内质网及高尔基复合体这些有膜包围的系统发生肿胀。Trumpy（1977）广泛切除幼猫大脑皮质研究脑桥核的变化发现，7～17日小猫在术后5日几乎所有的神经细胞溃变，而生后21～43日小猫仅见少数细胞完全溃变，其余的神经细胞仅表现为明显缩小。也有报道跨二级以上神经元的长距离变性，如摘除眼球后大脑皮质视区发现神经细胞树突小棘减少，树突分支数量减少。

上述例子均系顺行性跨神经元变性，亦有逆行性跨神经元变性的报道，但实例很少。

所谓神经的可塑性是指在一定条件下，神经系统的结构和功能对损伤或环境变化作出适应性变化的能力。如神经损伤后，邻近神经元会出现轴突的侧支抽芽并与失支配的靶结构建立功能联系、树突嵴或树突分支数目增多以增大接受信息的面积、神经元膜上神经递质受体的结合能力和数目的变化而增强神经元的活性和信息的传导等。神经可塑性是神经系统的基本特性之一，它对脑的认知功能和神经损伤的修复发挥重要作用。

中枢神经纤维受损后其再生过程与周围神经相同，能够再生，但再生的效果与周围神经有极大差别。成年哺乳动物中枢神经系统再生一般在2周后停止，再生的轴突往往不能越过胶质瘢痕，即使越过，也不能到达靶神经元与之形成功能性突触联系。中枢神经所伸出的肢芽往往不能延伸很远（约1mm）且会溃变。为什么中枢神经系统的再生与周围神经不同，如何才能促进中枢神经的再生？近年来许多学者进行了深入的研究。

周围神经的胶质细胞是施万细胞，而中枢神经的胶质细胞有形成髓鞘的少突胶质细胞以及小胶质细胞和星形胶质细胞，这些胶质细胞在中枢神经再生中所起的作用与施万细胞不同。

少突胶质细胞是中枢神经髓鞘形成细胞，它形成中枢有髓神经纤维的髓鞘。但与施万细胞形成髓鞘不同，一个少突胶质细胞有许多分支突起，可同时与多条轴突接触形成许多髓鞘结间体，此外中枢神经纤维外面没有基板。

近年来，Schwab（1990）等通过细胞培养发现少突胶质细胞及髓鞘内存在着某种轴索生长抑制因子，Fawcit等（1999）发现少突胶质细胞可分泌髓磷脂相关糖蛋白，少突胶质细胞前体产生NG ₂DSD-1。星形胶质细胞产生tenascin、brevican及neurocan，受刺激时产生NG ₂。脑膜细胞能产生NG ₂及其他蛋白聚糖，并激活小胶质细胞产生自由基、一氧化氮等，以上物质均能参与抑制轴索再生。

哺乳动物中枢神经系统在损伤后形成的胶质瘢痕被认为是影响再生纤维延伸的重要原因，胶质瘢痕是由反应性胶质细胞的突起及有关物质所形成的网状结构，阻止再生轴突的延伸。最近的研究发现，瘢痕组织中有一种抑制因子，称损伤膜蛋白聚糖，它使生长锥塌陷，可能是阻止中枢神经纤维不能延伸的原因。Silver（1991）及其同事的研究发现，在成年哺乳动物瘢痕组织的周围存在着细胞抑制素和硫酸软骨素等物质，这些物质能限制体外培养中神经细胞轴突的生长。

虽然胶质细胞能产生抑制因子影响轴索再生，但胶质细胞也能促进再生。

在中枢神经系发育过程中，星形胶质细胞能引导神经元迁移到目的地。有实验研究表明若把胼胝体切断，然后移植一块有星形胶质细胞生长的塑料滤膜，能引导中枢神经系统神经纤维生长到对侧半球，重建胼胝体。因此星形胶质细胞在损伤时应当是产生积极的促进神经再生的因素。

现代研究认为，在神经变性和损伤早期，星形胶质细胞的反应性增生具有修复功能。许多实验证明，反应性星形胶质细胞能合成和释放多种神经营养因子和细胞因子，如神经生长因子、睫状神经节营养因子、胶质源性神经营养因子、碱性成纤维细胞生长因子、血小板源性生长因子、胶质细胞成熟因子等，这些神经营养因子对神经元起保护作用，并能促进神经纤维的延伸。此外，星形胶质细胞还能分泌产生许多细胞外基质成分，如层粘连蛋白、纤维连接蛋白、神经细胞黏附分子、胶质细胞源性粘连蛋白等，这些物质均能保护神经元并能促进神经突起的生长。

随着基因工程和基因转移等分子遗传学技术的发展，发现了癌基因和原癌基因，这些基因被认为在外界刺激后其蛋白起着第三信使的作用。而且还发现正常成年哺乳动物中枢神经系统神经元有低水平的癌基因，但胶质细胞没有癌表达。当中枢神经系统受损时，在神经元的癌基因mRNA和癌基因大量增加时，反应性星形胶质细胞亦被诱导表达癌基因蛋白，已有研究提出癌基因的表达与细胞分裂和分化有关。

小胶质细胞约占中枢胶质细胞的5%～20%，遍布整个中枢神经系统，但其分布有区域性差异。小胶质细胞在损伤时被激活形成反应性小胶质细胞或变为吞噬性小胶质细胞，吞噬溃变的组织细胞及髓鞘碎片等，以利轴突的再生，此外，它还能释放一种星形胶质细胞生长因子，刺激星形胶质细胞增生和肥大。小胶质细胞还能产生多种细胞因子，如白细胞介素1、白细胞介素6和肿瘤坏死因子，这些细胞因子通过旁分泌或自分泌直接或间接地影响神经元和胶质细胞的增殖、发育、迁移和分化。在小胶质细胞分泌的细胞因子的刺激下，星形胶质细胞能进一步分泌白细胞介素3、白细胞介素6、神经生长因子、神经营养素3、碱性成纤维细胞生长因子等以促进神经突起的生长。

值得一提的是，近年来发现嗅觉系统的嗅鞘细胞兼有星形胶质细胞及施万细胞的特点，对神经再生有促进作用，用于修复脊髓的再生。

自从Levi-Montalcini（1953）发现神经生长因子以来，陆续发现多种类似的因子。迄今已经鉴定的神经营养因子已有10余种，还有许多待定的因子。

近年的研究表明，神经元不仅可以从神经元、周围的胶质细胞或其本身得到营养支持，而且一种神经营养因子可以影响多种类型神经元；一种类型的神经元可以被多种神经营养因子作用；神经营养因子也有多种反应，可以影响神经元存活、分化、轴突的延伸。在此介绍几种神经营养因子对神经细胞的保护及再生作用。

神经生长因子能维持和促进发生中的交感神经元和神经嵴源的感觉神经元的存活、分化、生长和成熟；能保护基底前脑隔尾壳核胆碱能神经元存活，防止其凋亡。若给新生大鼠脑隔区、海马或新皮质注入神经生长素，可见相关脑区胆碱能神经元环腺苷酸水平明显升高，胆碱乙酰转移酶活性增高2倍。在新生大鼠脑内连续7天注入神经生长因子，交感神经节神经元的轴突定向通过背根神经节伸入脊髓。在体外培养的培养液中加入神经生长因子不仅能保护胆碱能神经元，而且能促进其轴突延伸。在阿尔茨海默症鼠脑移植研究中，神经生长因子对移植的胆碱能神经元有促进作用并见有功能效应。

还有研究报道，神经生长因子能阻止轴突切断后引起的视网膜节细胞的死亡，在离体的培养中促进鸡胚视网膜节细胞存活及轴突生长。近年来研究发现脑源性神经营养因子为脑、脊神经感觉神经节、大脑皮质、海马、纹状体发生中存活的主要依赖因子，也是基底前脑胆碱能神经元、运动神经元、交感神经元、黑质多巴胺神经元及小脑颗粒细胞存活的主要因子。在体外培养中，脑源性神经营养因子可以支持视网膜节细胞的存活及轴突生长，脑源性神经营养因子及其高亲和性受体TrkB不仅在上丘表达，同样也在视网膜中表达，可以推测视网膜也合成并分泌脑源性神经营养因子，起一种自分泌模式的局部营养作用。脑源性神经营养因子可以增加爪蛙蟾蝌视网膜节细胞轴突分支和终末分支多样性。对胆碱能神经亦有保护作用，但不及神经营养因子。

神经营养素 ₃和脑源性神经营养因子是同一家族，研究发现神经营养素 ₃基因靶突变纯合子小鼠的肢体有严重的运动缺陷，与完全缺失肌梭和腱梭有关。肌梭形成时运动神经元表达神经营养素 ₃mRNA水平最高。还有研究发现在成体大鼠横断皮质脊髓束，神经营养素3可以促进离断的皮质脊髓束发出侧芽。对纹状体的胆碱能神经元不仅有保护作用，而且能促进胆碱能神经元分化及突起延伸，还能促进视网膜前体细胞的分化及刚分化的神经元成熟。

神经营养素 _4／5与脑源性神经营养因子共有trkB受体，因此神经营养素 _4／5亦能增加视网膜节细胞的存活和轴突生长。新生大鼠离断坐骨神经后给予脑源性神经营养因子，神经营养素 ₃、神经营养素 ₄能保护脊髓运动神经元的存活。

睫状神经节营养因子为多效能神经营养因子，对背根神经节、脊髓运动神经元、海马神经元、交感神经元等均有生物学效应，它是神经元存活和分化因子，能保护受损的运动神经元，阻止轴突离断的多巴胺神经元退变。最近发现睫状神经节营养因子和白血病抑制因子都可以诱导纯化的成年哺乳动物视网膜节细胞轴突生长，睫状神经节营养因子的促进视网膜细胞存活的作用与剂量相关。

胶质细胞系源性神经营养因子是由小鼠胶质细胞株49细胞分离出的糖基化的二硫键结合的二聚体蛋白质，最初研究发现rh胶质细胞系源性神经营养因子有促进大鼠胚中脑多巴胺神经元存活和摄取多巴胺的能力及影响形态分化。以后的研究发现胶质细胞系源性神经营养因子能保护离断轴突的多巴胺能神经元不萎缩死亡和免受1-甲基-4-苯基-1，2，3，6-四氢吡啶毒的损害。胶质细胞系源性神经营养因子还能防止断离轴突的面神经运动核的萎缩。在1-甲基-4-苯基-1，2，3，6-四氢吡啶诱发的帕金森病猴脑内注入胶质细胞系源性神经营养因子后可减轻行动缓慢和强直姿势等症状，并使中脑黑质多巴胺神经元增大，中脑和苍白球内多巴胺含量增高。

成纤维细胞生成因子家族是一个大的家族，成纤维细胞生成因子1和成纤维细胞生成因子2是促进细胞生长作用很强的多肽因子，又是重要的有丝分裂原，参与细胞的生长发育和组织损伤的修复。在中枢神经有高水平的成纤维细胞生成因子1及成纤维细胞生成因子2。对成纤维细胞生成因子1及成纤维细胞生成因子2的研究证明它们具有明显的营养作用，体外培养的研究显示成纤维细胞生成因子1、成纤维细胞生成因子2是少突胶质细胞、星形胶质细胞和施万细胞的强大的有丝分裂原，能促进各种胶质前体细胞的繁殖和分化，促进交感和副交感神经元以及大脑皮质、海马和运动神经元的存活。其机制是直接激活神经元的受体而起作用，也可能由激活胶质细胞所介导。有研究展示成纤维细胞生成因子2对切断轴突的隔胆碱能神经元有保护和促进再生的作用，对被1-甲基-4-苯基-1，2，3，6-四氢吡啶损伤的黑质多巴胺神经元或缺血的海马神经元均有保护作用。成纤维细胞生成因子1亦有促进受损轴突再生的能力。

神经营养因子对中枢神经系统的保护和促进再生作用的研究表明，没有一种神经营养因子能百分之百的保护神经元。因此神经科学家们设想是否两种神经营养因子同时使用能起协同作用。Mitsumoto等发现，给予具有运动神经元疾病的Wolbler小鼠睫状神经节营养因子及脑源性神经营养因子两种营养因子后神经元的退变几乎完全被制止了，提示这两种神经营养因子具有协同作用或者在这种动物，脊髓运动神经元有两种，一种对睫状神经节营养因子有效，而另一种对脑源性神经营养因子起反应。另外的研究亦报道神经生长因子和脑源性神经营养因子、脑源性神经营养因子和神经营养素 ₃以及神经生长因子＋脑源性神经营养因子同时使用对胆碱能神经元存活、分化及突起延伸均有协同作用。其他的研究将成纤维细胞生成因子＋神经营养素 ₃、脑源性神经营养因子＋神经营养素 ₃、睫状神经节营养因子＋神经营养素 ₃等联合运用均具有协同作用，这些研究为今后临床联合应用营养因子修复神经系统疾病打下了基础。

20世纪80年代初，Aguayo和他的同事将一段外周神经移植到中枢神经系统的不同区域，发现中枢神经系统中不同类型的神经元在轴突受损后都可以再生出纤维长入移植的外周神经中，有的可达几厘米，这表明中枢神经在适宜的环境下能够再生。具有上述再生能力的神经元有脊髓、脑干、丘脑、大脑皮质和视网膜中的神经元。由于视觉系统解剖、生理特点，使研究较易入手。因此许多再生的研究以视网膜模型来进行。

方法是将自体坐骨神经段的一端连于眶内视神经的断端，存活一段时间后，再将坐骨神经另一端植入上丘，存活2～18个月后将顺行标志物（HRP）注射到眼球玻璃体中以标记再生的神经节的轴突和末梢。结果在上丘中见到再生纤维及HRP标记的突触，这些突触与正常视神经纤维和上丘神经元之间的突触形态相类似。

上述实验表明轴突损伤后的视网膜节细胞可再生出纤维长入移植的外周神经中。外周神经移植后能分泌许多神经营养因子促进神经再生，视网膜节细胞纤维再生的速度与发育中视网膜节细胞相似，而且这些再生纤维有正常的生理功能。实验还表明，视网膜节细胞轴突再生与生长相关蛋白增加密切相关。

Aguayo将外周神经的一端插入延髓，另一端插入脊髓。在动物存活数月后发现延髓和脊髓均有纤维伸入外周神经。

近年来对脊髓再生的研究不断深入。在脊髓T ₈横断后，拿去一段脊髓（T ₉～T ₁₁），然后放入一人造引导管，即一内面光滑的半透膜管。然后再将纯化的施万细胞移植入管内以诱导脊髓的轴突再生。动物存活一段时间后，再在引导管中部注入快蓝，结果发现脊髓中间神经元轴突延伸入移植物，并见少数背根神经节被逆行标记。该实验表明，在引导管中植入施万细胞能提高脊髓中间神经元及感觉神经元轴索再生入胸部脊髓。

以上的研究表明，基底膜是神经轴突延伸的必不可少的条件，但若缺乏存活的施万细胞，完整的基底膜亦不能支持轴突再生。表明施万细胞不仅能产生营养因子、黏着分子等，还能诱导轴突进入移植物。研究表明，改变轴突生长的外在环境能提高损伤神经元轴突的内在再生能力。有理由相信，在将来一定能找到促进中枢神经再生的新途径。