【摘 要】
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[目 的]本研究通过建立SD大鼠脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)模型,比较局部注射、腰椎鞘内注射、股静脉注射三种移植途径的神经功能修复的疗效,为人脐带间充质干细胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells,HUCMSCs)治疗SCI的最佳移植途径提供实验依据,找到更适合临床应用的细胞移植途径。[方 法](1)SPF级健康成年雄性
【基金项目】
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云南省康复医学中心建设项目(zx2019-04-02); 硕士研究生创新基金(2021S060);
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[目 的]本研究通过建立SD大鼠脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)模型,比较局部注射、腰椎鞘内注射、股静脉注射三种移植途径的神经功能修复的疗效,为人脐带间充质干细胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells,HUCMSCs)治疗SCI的最佳移植途径提供实验依据,找到更适合临床应用的细胞移植途径。[方 法](1)SPF级健康成年雄性SD大鼠采用动脉夹夹闭脊髓建立急性SD大鼠T10节段SCI动物模型,随机分配到假手术组(Sham组)、模型组(SCI组)、生理盐水组(NS组)、局部途径组(ILT组)、鞘内途径组(ICT组)、股静脉途径组(IVT组),每组9只。(2)损伤后3d后,局部途径组:经局部损伤区域头、尾端分别注射HUCMSCs 5μL(5×105个/μL),共计10μL;鞘内途径组:经腰椎鞘内注射HUCMSCs 10μL(5×105个/μL);股静脉途径组:经股静脉注射HUCMSCs 10μL(5 × 105个/μL)。(3)对所有动物在造模前1d、造模后1d、移植干细胞后7d、14d和21d采用BBB评分量表对大鼠后肢运动功能进行评分。(4)大鼠血清和脊髓切片标本取自移植后7d、14d、21d三个时间点。通过以下方法确定各组SCI的神经功能修复疗效:①采用ELISA测定血清中IL-1β、IL-6和BDNF表达量观察微环境的调节;②采用HE染色观察各组大鼠脊髓标本的形态结构;③采用LFB染色观察各组大鼠脊髓的脱髓鞘化情况;④采用免疫荧光染色检测观察大鼠损伤区的Nestin和GFAP的表达情况。[结 果](1)BBB运动功能评分量表的结果显示,与Sham组相比,大鼠SCI后BBB评分降低,后肢运动功能受损;与NS组相比,三种途径移植HUCMSCs均能提高大鼠SCI后的运动功能评分;ILT组、ICT组和IVT组三组相比,三种途径移植HUCMSCs在改善运动功能方面没有差异。(2)大鼠血清ELISA检测结果显示,与Sham组相比,大鼠SCI后血清中IL-1 β和IL-6水平增高,BDNF水平降低;与NS组相比,三种途径移植HUCMSCs均能减轻炎症反应并促进神经生长因子的表达;ILT组、ICT组和IVT组三组相比,局部途径、腰椎鞘内移植HUCMSCs在减轻炎症反应并促进神经生长因子的表达方面优于股静脉途径。(3)脊髓标本的HE染色结果显示,与Sham组相比,大鼠SCI后脊髓组织早期出血坏死、细胞结构紊乱以及炎症细胞浸润,损伤后期持续炎症反应、胶质瘢痕以及脊髓空洞形成;与NS组相比,三种途径移植HUCMSCs均能减轻大鼠SCI的严重程度、炎症反应及脊髓空洞化;ILT组、ICT组和IVT组三组相比,三种途径移植HUCMSCs在脊髓标本上的变化趋势相近。(4)LFB染色结果显示,与Sham组相比,大鼠SCI后脊髓组织明显脱髓鞘化,髓鞘排列紊乱;与NS组相比,三种途径移植HUCMSCs减轻了大鼠SCI后脊髓组织脱髓鞘的情况;ILT组、ICT组和IVT组三组相比,三种移植途径在减轻损伤区域脱髓鞘化方面没有差异。(5)IF染色结果显示,与Sham组相比,大鼠SCI后脊髓组织中Nestin蛋白表达量减少,GFAP蛋白表达量增加;与NS组相比,三种途径移植HUCMSCs均促进了 Nestin蛋白表达量的增加,抑制了 GFAP蛋白表达量的增加;ILT组、ICT组和IVT组三组相比,局部途径移植HUCMSCs在诱导神经干细胞并抑制向神经胶质细胞分化方面优于腰穿途径,股静脉途径最差。[结 论](1)局部途径、腰椎鞘内途径,股静脉途径三种方式移植HUCMSCs均可修复SCI后功能障碍;(2)移植HUCMSCs通过促进大鼠SCI后运动功能的恢复,减轻损伤区域脊髓的炎症反应、空洞化和髓鞘化,促进神经生长因子表达,诱导神经干细胞的增殖并抑制向神经胶质细胞分化来实现修复SCI的功能;(3)局部途径移植HUCMSCs的疗效优于腰椎鞘内途径,股静脉途径最差。
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