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第一部分、骨髓间充质干细胞移植对脑缺血大鼠突触可塑性的影响。
目的：探讨骨髓间充质干细胞(MSCs)移植对脑缺血大鼠神经功能恢复及突触可塑性的影响。
方法：采用密度梯度离心结合贴壁法分离培养大鼠MSCs，并进行鉴定；大鼠随机分为假手术组、模型组、磷酸盐缓冲液(PBS)组和MSCs组。线栓法制作大鼠大脑中动脉缺血(MCAO)模型，缺血2h后再灌注。MSCs组24h后经尾静脉注射方式移植BrdU标记的MSCs，PBS组尾静脉注射等体积的PBS作为对照。分别于术后1d、7d、14d、28d对各组大鼠进行神经功能缺损评分(NSS)，应用免疫组织化学方法观察梗死灶周围脑组织突触素(SYN)的表达，RT-PCR检测梗死灶周围脑组织脑源性神经营养因子(BDNF)mRNA的表达；应用电镜及免疫电镜技术观察MSCs移植后大鼠脑梗死灶周围突触结构的变化。
结果：密度梯度离心结合贴壁法能有效分离、纯化大鼠MSCs，免疫组化结果显示培养的细胞CD44、CD71表达阳性，CD45表达阴性；和模型组及PBS组大鼠相比，MSCs组大鼠NSS明显较低(P<0.05)，SYN的表达明显升高(P<0.05)，BDNF mRNA也较高；电镜检查示MSCs组大鼠突触界面曲率较大，突触后致密物质的厚度增加，突触间隙宽度变窄，突触活性带长度增加；免疫电镜示BrdU 阳性细胞和宿主脑神经元形成非成熟的突触样结构。
结论：尾静脉移植MSCs 能改善脑缺血大鼠的神经功能，其机制可能与移植的MSCs 通过神经营养效应调节脑缺血周围神经细胞的可塑性及形成新的突触有关。
第二部分、Bcl-2基因转染对骨髓间充质干细胞体外模拟缺血性损伤的保护作用。
目的：观察Bcl-2基因转染对骨髓间充质干细胞（MSCs）体外模拟缺血性损伤的保护作用，为Bcl-2基因修饰的MSCs 移植治疗脑缺血的实验研究奠定基础。
方法：采用密度梯度离心结合贴壁法分离、培养大鼠MSCs，对培养第5代的MSCs进行鉴定；用脂质体转染法对MSCs进行人Bcl-2(hBcl-2)基因转染，转染后用G418进行筛选，然后用免疫荧光细胞化学技术检测其蛋白的表达；采用血清剥夺和缺氧(SOD)处理建立MSCs体外模拟缺血性损伤模型，通过流式细胞术和TUNEL原位细胞凋亡检测评价转染hBcl-2基因的MSCs和未转染的MSCs的凋亡及存活情况。
结果：密度梯度离心结合贴壁法能有效分离、纯化大鼠MSCs，免疫组化结果显示培养的细胞CD44、CD71表达阳性，而CD45表达阴性；转染hBcl-2基因的MSCs经G418筛选后有hBcl-2蛋白的稳定、高效的表达；流式细胞术结果显示：和MSCs相比，转染hBcl-2基因的MSCs在SOD 后6h及9h凋亡细胞较少，存活细胞较多。TUNEL原位细胞凋亡检测也示转染hBcl-2基因的MSCs的凋亡明显减少(p<0.05)。
结论：转染hBcl-2基因的MSCs 有其蛋白的稳定表达，hBcl-2基因转染可对抗MSCs体外模拟缺血性损伤引起的细胞凋亡从而具有保护作用。
第三部分、Bcl-2基因修饰骨髓间充质干细胞移植对脑缺血大鼠的治疗作用。
目的：观察Bcl-2基因修饰的骨髓间充质干细胞（MSCs）移植对大鼠脑缺血性损伤的治疗作用及对移植的MSCs保护作用。
方法：采用密度梯度离心结合贴壁法分离、培养大鼠MSCs，对培养的MSCs 进行人Bcl-2(hBcl-2)基因转染，转染后用G418进行筛选。大鼠随机分为Model组、MSCs组和Bcl-2-MSCs组。线栓法制作大鼠大脑中动脉缺血(MCAO)模型，缺血2h后再灌注。MSCs组及Bcl-2-MSCs组在缺血24h后经尾静脉注射方式移植BrdU 标记的MSCs及hBcl-2基因修饰的MSCs。分别于术后1d、7d、14d、28d对各组大鼠进行神经功能缺损评分(NSS)；在脑缺血14d应用TTC法观察脑梗死灶体积；BrdU和TUNEL免疫荧光双重标记检测移植的MSCs凋亡情况；Western blot检测大鼠脑梗死周边区Bcl-2蛋白的表达；HE染色观察脑组织病理形态。
结果：MSCs-Bcl-2组和MSCs组NSS评分、脑梗死体积百分比、TUNEL阳性细胞数较Model组低(P<0.05)；和MSCs组相比，MSCs-Bcl-2组NSS评分、脑梗死体积百分比、TUNEL阳性细胞数更低，BrdU阳性细胞数较多（P<0.05）；MSCs-Bcl-2组BrdU和TUNEL 免疫荧光双标细胞数稍多，但差异不显著（P>0.05）；而MSCs-Bcl-2组BrdU和TUNEL免疫荧光双标细胞占BrdU阳性细胞百分比明显较低，差异具有统计学意义（P<0.05）。在脑缺血后不同时间点，MSCs组Bcl-2蛋白的表达水平很低，而MSCs-Bcl-2组Bcl-2蛋白呈持续较高水平的表达，和MSCs组同时间点相比，差异具有统计学意义（P<0.05）。HE染色示MSCs组和MSCs-Bcl-2组脑组织损伤及细胞丢失较Model组轻，MSCs-Bcl-2组减轻更明显，两组脑梗死周边区均未见到核大、浓染的异形细胞。
结论：Bcl-2基因修饰的MSCs移植较MSCs移植能进一步改善脑缺血大鼠的神经功能，减少脑梗死体积。其机制为Bcl-2基因修饰使MSCs持续、稳定表达一定量的Bcl-2蛋白从而能保护移植的MSCs，减少其凋亡、增加其存活从而发挥更大的治疗效应。