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研究目的:探讨经HIF-1α、 GDNF基因修饰的神经干细胞(NSCs)在大鼠脊髓内移植后,神经干细胞的存活和分化情况及其对动物运动功能恢复的影响。为脊髓损伤的基因治疗提供新思路及实验依据。研究方法:采用电控大鼠脊髓损伤打击装置制作SD大鼠脊髓损伤模型95只,25g·c(2.5cm×10g)力致伤T13脊髓,随机分为4组:正常对照(Normal)5只,脊髓损伤组(SCI)30只,神经干细胞移植组(NSC)30只, HIF-1α、GDNF双基因修饰的神经干细胞移植组(HIF-1α、GDNF+NSC)30只,分别于移植后5个时相点(1周、2周、3周、5周、8周)对大鼠进行BBB后肢功能评分和皮层体感诱发电位(cortical somatosensory evoked potential, CSEP)检查后,进行灌注固定,取损伤段脊髓做石蜡切片,运用HE染色、免疫组化、免疫双标检测等方法,通过观察移植处神经干细胞的标记物5-溴-2-脱氧尿苷(bromodeoxy uridine/5-bromo-2-deoxy uridine,BrdU)的表达,观察神经丝-200(NF-200)的表达和观察GFAP+BrdU、NF-200+BrdU双重染色的表达结果,分析HIF-1α、GDNF基因修饰神经干细胞的存活、分化情况,进而分析HIF-1α、GDNF双基因修饰的NSC对脊髓损伤的修复作用。实验结果:1.H-E染色显示,损伤组脊髓损伤后损伤区及中央管内、灰质中不同程度出血,神经元变性,脊髓前索、侧索的轴索粗肿胀,坏死缺损区域形成;HIF-1α、GDNF双基因修饰神经干细胞组移植治疗后,出血、坏死等损伤性改变持续时间缩短,细胞残留数目相对增多,尼氏体增加,形态大致正常的细胞数目较多,相同时间点与其它组相比较差异明显。2.BrdU免疫组化染色结果发现,细胞移植组在细胞移植处,均有BrdU染色阳性细胞存在,表明移植细胞在宿主体内可以存活,比较单纯神经干细胞移植组与HIF-1α、GDNF基因修饰神经干细胞移植组BrdU染色阳性细胞数,基因修饰组明显多于单纯神经干细胞组(P<0.05),双基因修饰神经干细胞在宿主内存活的数量增加;免疫双标检测结果,在单纯神经干细胞移植组与HIF-1α、GDNF基因修饰神经干细胞移植组均有GFAP+BrdU和NF-200+BrdU双染阳性细胞;分析双染阳性细胞数占所有BrdU染色阳性细胞数的比例,移植后同一时间点,HIF-1α、GDNF双基因修饰神经干细胞组神经干细胞分化率高于单纯神经干细胞组(P<0.01);NF-200染色,正常组脊髓白质可见轴突阳性着色,排列整齐密集,损伤组NF-200阳性轴突灰度值降低;HIF-1α、GDNF基因修饰神经干细胞组与神经干细胞组相比,移植后相同时间,NF-200灰度值均明显增高,且前者高于后者差异明显(P<0.01)。3.CSEP检查结果:所有被检测大鼠受伤前均获得正常CSEP信号,包括1个负向波,潜伏期(17.1±0.5)ms,波幅(66.4±20.2)μV。受伤后各组动物CSEP信号均不同程度消失,潜伏期延长,GDNF、HIF-1α基因修饰神经干细胞组从移植后第1周开始,大鼠CSEP信号开始出现恢复,但其波幅较伤前及正常组明显下降,潜伏期也明显延迟(P<0.05),与单纯神经干细胞组和损伤对照组CSEP潜伏期恢复有明显差异(P<0.01)。4.所有手术组动物BBB评分,移植后BBB评分逐渐升高,移植后同一时间点,NSC+GDNF、 HIF-1α组评分高于SCI和NSC组,结果差异明显(P<0.01)。结论:1.GDNF、HIF-1α基因修饰神经干细胞能在损伤脊髓内可以存活。2. GDNF、HIF-1α基因修饰神经干细胞能在损伤脊髓内可以分化为神经元和神经胶质细胞。3. GDNF、HIF-1α基因修饰神经干细胞移植较单纯神经干细胞移植可以增加干细胞的存活和分化。4. GDNF、HIF-1α基因修饰神经干细胞移植能促进脊髓损伤动物运动功能的恢复。5. GDNF、HIF-1αt基因修饰神经干细胞可以作为脊髓损伤修复的移植材料。