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目的在课题组前期的BMSCs体外迁移研究基础上,通过建立SCI大鼠模型,观察过表达SDF-1α的BMSCs向脊髓受损区域的迁移情况,同时观察SCI后大鼠的双后肢运动功能的恢复情况及对受损脊髓组织病理结构的修复作用,进一步探讨过表达SDF-1α的BMSCs的体内迁移作用及其对SCI的疗效。方法1、密度梯度离心法提取原代BMSCs,培养至第二代采用流式检测其细胞表型;构建稳定过表达SDF-1α的BMSCs系(SDF-1α-BMSCs),同时建立空载体的BMSCs(null-BMSCs)和SDF-1α沉默的BMSCs(siRNA-BMSCs)两种细胞系作为对照。2、改良Allen方法构建SCI大鼠模型,将实验动物分为六组:Control组、Sham组、PBS组、null-BMSCs移植组、SDF-1α-BMSCs移植组和siRNA-BMSCs移植组,造模成功后,使用BBB评分表评估大鼠的双后肢运动功能恢复情况。3、(1)组织病理切片HE染色观察分析移植过表达SDF-1α的BMSCs对大鼠受损脊髓组织形态的影响。(2)Western blot方法检测各组大鼠脊髓组织内的SDF-1α和CXCR4蛋白含量。(3)荧光显微镜下观察BMSCs迁移至脊髓受损区域情况。(4)激光共聚焦显微镜下观察SCI前后SDF-1α和CXCR4阳性细胞在脊髓内的空间分布。结果1、成功构建稳定过表达SDF-1α的BMSCs系(SDF-1α-BMSCs)。2、成功构建SCI大鼠模型;在SCI后第28天,null-BMSCs移植组和SDF-1α-BMSCs移植组的BBB分值均高于PBS组和siRNA-BMSCs移植组,同时SDF-1α-BMSCs移植组的分值高于null-BMSCs移植组。3、(1)在SDF-1α-BMSCs移植组,脊髓灰白质结构改善情况最佳。(2)与Control组和Sham组相比,SDF-1α和CXCR4蛋白含量在PBS组、null-BMSCs移植组和siRNA-BMSCs移植组中较低,但在SDF-1α-BMSCs移植组中增多,同时SDF-1α-BMSCs移植组较null-BMSCs移植组多。(3)SDF-1α-BMSCs移植组的GFP(+)的细胞数量相对null-BMSCs移植组和siRNA-BMSCs移植组多。(4)共聚焦显微镜下观察到:1)SDF-1α蛋白主要表达在细胞质中,在正常脊髓组织中,SDF-1α阳性细胞主要分布在灰质前角;SCI后,移植过表达SDF-1α的BMSCs,SDF-1α阳性细胞在受损脊髓白质内分布居多,同时,在灰质内重新可见其分布;2)CXCR4蛋白主要表达在细胞膜上,在正常脊髓组织中,CXCR4阳性细胞集中分布在脊髓中央管周围的室管膜层;SCI后,移植过表达SDF-1α的BMSCs,CXCR4阳性细胞在受损脊髓灰白质内均有分布。结论1、过表达SDF-1α的BMSCs移植治疗SCI大鼠双后肢功能恢复速度最快,效果最好以及对受损脊髓组织结构的修复更好。2、结合SDF-1α-BMSCs移植组在脊髓受损区域内SDF-1α和CXCR4的高表达量以及荧光显微镜下GFP(+)的细胞数量最多,提示过表达SDF-1α的BMSCs可能通过SDF-1α/CXCR4生物轴增加BMSCs的归巢率。3、通过激光共聚焦显微镜观察到SDF-1α和CXCR4在SCI前后的空间分布情况,提示过表达SDF-1α可能促进BMSCs在体内的多向分化能力,但移植的BMSCs在脊髓受损区域内是否分化为神经元和神经胶质细胞等需要进一步验证。