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目的脊髓小脑性共济失调3型(Spinocerebellar ataxia 3, SCA3)是我国常见的神经系统遗传变性疾病,目前尚无有效的预防和治疗手段。近年来,有相关研究提示人脐带间充质干细胞(Human umbilical cord mesenchymal stem cells, HUC-MSCs)是一种理想的治疗SCA3的种子细胞。为了进一步探讨HUC-MSCs在SCA3以及其它多聚谷氨酰胺疾病中的治疗作用及其可能相关机制,我们的研究从整体层面到分子水平,以B6.SCA3-YAC-84Q转基因小鼠为SCA3动物模型,研究：1. HUC-MSCs是否能够通过抑制神经元核内包涵体形成,避免神经元损伤,从而改善SCA3转基因小鼠的共济失调症状；2. HUC-MSCs是否通过旁分泌作用对SCA3发挥神经保护功能；3. HUC-MSCs上述神经保护作用的相关分子机制。通过阐明HUC-MSCs对SCA3型治疗作用以及可能的分子机制,为脐带间充质干细胞临床应用治疗SCA3奠定夯实的理论基础。方法通过组织块分离培养法分离培养人脐带间充质干细胞,流式细胞技术鉴定HUC-MSCs的纯度。选取5周龄C57/B6小鼠以及B6.SCA3-YAC-84Q转基因小鼠(SCA3小鼠)作为实验对象。将实验动物分成以下三组：正常对照组(WT组)、SCA3生理盐水对照组(Control组)、SCA3 HUC-MSCs治疗组。将2*106HUC-MSCs通过尾静脉注射,每两周治疗一次。Control组同时注射等体积的生理盐水。通过旷场试验及脚印试验评估HUC-MSCs治疗前后小鼠共济失调的症状。酶联免疫吸附法(Enzyme linked immunosorbent assay, ELISA)检测治疗前后脑内神经营养因子水平的变化。免疫组织染色法观察治疗后小脑浦肯野细胞以及脑干神经元的病理学改变情况、HUC-MSCs在脑内的定植和分化以及热休克蛋白70 (Heat shock protein 70, HSP70)在小脑及脑干的表达情况。进一步予以HSP70阻断剂槲皮素(Quercetin,50mg/kg)腹腔注射,通过免疫印迹法(western blotting, WB)检测HSP70阻断后突变蛋白ataxin-3以及caspase3凋亡通路的改变,明确HSP70对突变蛋白的调控机制。予以IGF-1阻断剂JB1 (1ug/10ul)皮下注射,通过WB检测IGF-1阻断后HSP70的改变,明确HUC-MSCs治疗后神经元内HSP70改变的相关脑内调控机制。结果HUC-MSCs治疗后可以明显减轻SCA3转基因小鼠小脑及脑干的萎缩,改善其共济失调症状。HUC-MSCs治疗后可以保护小脑浦肯野细胞和脑干神经元,抑制突变蛋白ataxin-3的形成和积聚。通过尾静脉移植后,少量的HUC-MSCs可以通过血脑屏障,稳定且较为聚集的分布在小脑以及脑干组织,但免疫荧光双标提示HUC-MSCs并没有向神经元,星形胶质细胞以及小脑浦肯野细胞分化。治疗后脑内神经营养因子IGF-1,NGF,VEGF水平明显上升。HUC-MSCs治疗组,小脑和脑干受累神经元内分子伴侣HSP70的表达增加,当予以HSP70阻断剂quercetin阻断后发现突变蛋白ataxin-3的形成和聚集增加；通过IGF-1阻断剂JB-1进一步发现当IGF-1表达减少后HSP70的水平会相应下降。HUC-MSCs治疗后可以通过抑制caspase3凋亡通路减少小脑和脑干内受累神经元的凋亡。结论HUC-MSCs移植后可以增加脑内神经营养因子VEGF, NGF尤其是IGF-1的水平,增加SCA3转基因小鼠受累神经元内HSP70的表达,减少突变蛋白ataxin-3的聚集,最终通过抑制caspase3凋亡通路减少受累神经元的凋亡,改善SCA3转基因小鼠共济失调症状。