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神经退行性疾病是一类以神经元退行性病变或神经元细胞凋亡,导致个体行为异常乃至死亡的疾病。由于中枢神经系统的自我修复能力有限,使得细胞替代性治疗成为重建受损神经系统的组织结构,恢复神经系统功能的一种有效策略。诱导型神经干细胞(induced Neural stem cells,iNSCs)具有自我更新和分化为神经元和胶质细胞的能力,能够释放神经营养分子和生长因子,对分化后的神经元细胞具有营养保护作用,是神经退行性疾病细胞替代治疗中的一种理想细胞资源。自2006年鼠胚胎纤维母细胞被诱导成诱导型多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)以来,成体细胞的重编程已经成为再生医学领域中有潜能和有价值的工具。利用成体干细胞——间充质干细胞经诱导分化为神经干细胞,移植进行神经退行性疾病治疗,已成为一种新的治疗思路。在成体细胞重编程为神经干细胞的过程中,SOX2 (sex determining region Y-box 2)具有重要作用,能够启动成体细胞向神经干细胞的分化。Mbd3 (methyl-CpG-binding domain protein 3)基因对早期的细胞发育,维持胚胎干细胞的多能性和多能细胞的发生发展起着重要的作用。在本研究中,我们分离培养了人脐带间充质干细胞(human umbilical cord Mesenchymal stem cells,hUC-MSCs),通过慢病毒介导的shRNA下调Mbd3基因表达的同时导入SOX2基因,在化学诱导因子作用下,将hUC-MSCs转分化为诱导型神经干细胞,并对其生物活性进行鉴定。本研究中分离得到的人脐带间充质干细胞通过流式细胞术检测其表面特异性抗原标记,表达CD29、CD44、CD49d,不表达CD34、CD45、HLA-DR,与文献报道的一致,具有多向分化的能力,能够分化为成脂细胞和成骨细胞。pLV-EGFP-SOX2-2A重组慢病毒感染hUC-MSCs后SOX2能够成功转录和表达,pLVMbd3shRNA-EGFP-2A重组慢病毒感染hUC-MSCs后,能下调Mbd3的转录和表达。诱导分化结果表明,SOX2单纯诱导组和siMbd3+SOX2诱导组可检测到神经干细胞特异基因的转录和特异性抗原的表达,其中siMbd3+SOX2诱导组的成功率明显比SOX2单纯诱导组高。将诱导型神经干细胞(iNSCs)向神经细胞方向分化,结果显示,iNSCs能够分化为神经元细胞和胶质神经细胞,具有一定的分化能力。本研究发现,下调细胞中Mbd3蛋白的表达水平,导入转录因子SOX2,hUC-MSCs能够分化为诱导型神经干细胞,并具有向神经细胞,包括星形胶质细胞和神经元细胞分化的能力,在此过程中SOX2转录因子开启脐带间充质干细胞向神经干细胞转分化的过程,下调Mbd3的表达可提高分化效率和成功率。此项研究目的在于探索一条有效的体外诱导hUC-MSCs向神经干细胞分化的途径,为细胞替代性治疗神经退行性疾病提供科学依据和思路。