关键词:
脑梗死
骨髓间充质干细胞
脑神经源性神经营养因子
摘要:
脑梗死为临床常见疾病,是由于神经细胞的缺血耐受性和再生能力差,其致残率和死亡率高,多年来其临床治疗方法法无根本性的进展,给家庭和社会造成了沉重的负担。干细胞治疗近年来发展迅速,已涉及多种不同领域,为多种难治性疾病,如帕金森、阿尔兹海默症、糖尿病等带来了新的希望。近年来随着干细胞研究和组织工程的发展,特别是成体干细胞具有自我复制和多向分化潜能的发现,同时其具有取材方便和符合伦理学等特点,使其成为进展最迅速的一个领域。许多动物实验表明应用干细胞移植治疗脑梗死能够促进神经细胞再生和修复,明显改善实验动物的预后,已经开始进行的少量临床试验也证实了其可行性和安全性。然而,随着越来越多的研究证实移植的干细胞到达损伤脑组织的数量很少,存活的时间较短而且长期存活的比例极低,也没有充分的证据表明干细胞转化为自体神经细胞及建立神经突触联系。实验研究发现在应用干细胞治疗心肌、肝及肾脏疾病时,单纯移植干细组植干细基同样有较样的治疗效果,并且避免了细胞移植造成的一些并发症,从而提出了旁分泌假说。本研究第一部分,通过分离、培养和鉴定犬骨髓来源成体干细胞,建立稳定的犬骨髓间充质干细胞(bone mesenchymal stem cells,BMSCs)系,并鉴定它们的干细胞特性。通过缺氧预处理BMSCs与粒细胞集落刺激因子(G-CSF)共培养,增强其增殖、迁移及神经分化能力。本研究第二部分,通过慢病毒转染BMSCs,使其过表达目的基因,并研究其在超顺磁氧化铁纳米颗粒(Superparamagnetic Iron Oxide,SPIO)标记后细胞功能及级神经分化能力。在研究的第三部分,通过血栓弹力图及体外磁共振检测不同比例血液成分构成血栓,明确不同血栓成分其血栓强度与磁共振信号变化对应关系。在研究的第四部分,通过改良犬自体血栓构建犬脑梗列模型,并由颈内动脉途径注射基因修饰干细胞并对其进行影像学评估,研究基因修饰后BMSCs对脑梗死的修复作用并探讨其可能的作用机制。本研究为BMSCs在神经修复领域积累了实验研究资料,揭示了其对脑梗死治疗的可能性。―、缺氧预处理联合粒细胞集落刺激因子对犬骨髓间充质干细胞的作用研究1分离、培养和鉴定犬骨髓间充质干细胞穿刺抽取犬肱骨上段骨髓液,采用密度梯度离心法分离犬骨髓间充质干细胞(BMSCs),通过贴壁法纯化培养至P2,流式细胞分析BMSCs不表达CD34,CD45,表达CD44,CD90等间充质干细胞表面抗原。BMSCs具有多向分化潜能,经一定诱导,可在体外向中胚层细胞系,如成骨、成脂胞分化。BMSCs在体外易于扩展培养且可在不同代次冷冻保存,在液氮中冷冻12个月后复苏,对干细胞增殖能力基本无影响,可继续培养或用于进一步研究。2缺氧预处理BMSCs与粒细胞集落测激因子共培养细胞功能与神经分化能力检测取P3 BMSCs于低氧培养箱,以1%氧浓度作为缺氧处理氧浓度,以6h、12h及24h作为缺氧处理时间,通过CCK-8检测缺氧处理后细胞增殖能力,Transwell试验检测缺氧处理后细胞迁移能力,结果表明缺氧预处理12h组干细胞增殖、迁移能力高于其他组别(P<0.05)。其后以12h作为缺氧预处理时间,以常氧组作为对照组,对BMSCs进行体外神经定向诱导分化,结果表明缺氧组神经分化率高于常氧组(68.5%±5.3%v.s.54.3%±7.4%,P<0.05),real-time PCR 检测相关神经 marker MAP-2、NF-L 明显高于常氧组,细胞迁移能力HH相关细胞因子CXCR-4表达量亦明显高于常氧组(P<0.05)。粒细胞集落刺激因子可进一步促进缺氧预处理后BMSCs的增殖迁移能力。二、基因修饰、SPIO标记犬骨髓间充质干细胞后的神经分化能力检测1 慢病毒转染BMSCs构建稳定高表达目的基因细胞系采用逐孔稀释法复核病毒滴度,以不同稀释倍数稀释病毒液并转染P3BMSCs,转染后通过Guava Express analysis软件分析绿色荧光表达量,并通过cell counting kit-8(CCK-8)检测细胞活力,以明确慢病毒对犬BSMCs的亲嗜性,并确定最佳复感染指数(multiplicity of infection,MOI值),本研究明确了MOI=10时,BMSCs具有佳绿色荧光蛋白表达率及细胞活力值。通过real-time PCR检测目的基因BDNF(brain-derived neurotrophic factor)表达含量明显增高。慢病毒对BMSCs具有较优秀的亲嗜性,可构建稳定的高表达BDNF细胞系。2 BDNF-BMSCs体外SPIO标记及神经诱导分化分别以不同浓度SPIO体外标记犬BMSCs,通过结合标记效率指标普鲁士蓝染色及台盼蓝检测细胞毒性,明确SPIO浓度于20μg/mL时,BMSCs具有良好