第一部分脊髓内移植h PSC分化的脊髓GABA神经元的长期安全性研究目的:验证脊髓内移植h PSC分化的脊髓GABA神经元的长期安全性。方法:h PSC经基因编辑表达h M3Dq和KORD两个化学遗传学受体,再由小分子化合物向神经系统尾侧和背侧诱导分化为脊髓d I4区GABA神经元前体细胞,经立体定向注射移植至正常Nude大鼠的颈段脊髓,然后每3个月评估前肢和后肢的运动、感觉功能,在移植后12个月,给予CNO和Sal B激活和失活移植细胞的功能,评估Nude大鼠前肢和后肢的运动、感觉功能,在继续观察6个月后,取脊髓进行免疫荧光染色和激光扫描共聚焦显微镜成像。结果:成功获得表达h M3Dq和KORD两个化学遗传学受体的人脊髓GABA神经元,其前体细胞移植至Nude大鼠颈段脊髓内存活长达18个月,并迁移、分化、成熟为脊髓GABA神经元,其生长大量轴突,与Nude大鼠的神经环路建立连接,然而,移植的人脊髓GABA神经元并未影响Nude大鼠的生存、生长以及四肢的运动、感觉功能,即使在人脊髓GABA神经元的功能被激活和失活后,Nude大鼠的神经功能也未受到影响。结论:h PSC分化的脊髓GABA神经元移植至脊髓内在很长时间内始终未造成明显神经功能障碍,其作为脊髓损伤的治疗方式是安全的。第二部分人脊髓GABA神经元治疗非人灵长类脊髓损伤的初步探索研究目的:验证h PSC分化的脊髓GABA神经元前体细胞是否能在非人灵长类恒河猴损伤的脊髓内存活,以及其是否能改善恒河猴的运动功能,减轻神经病理性疼痛,以及缓解肌肉痉挛。方法:h PSC经基因编辑同时表达h M3Dq和KORD两个化学遗传学受体,再由小分子化合物向神经系统尾侧和背侧诱导分化为脊髓d I4区GABA神经元前体细胞,经立体定向注射移植至恒河猴胸段脊髓T10节段左侧半切损伤处头端2mm和5mm脊髓组织内,每月评价恒河猴的行走功能,测试其触觉痛阈值,评估肌肉张力,在7个月后,取脊髓进行免疫荧光染色和激光扫描共聚焦显微镜成像,分析移植的细胞是否存活以及其分化命运。结果:h PSC分化的脊髓GABA神经元前体细胞在非人灵长类恒河猴损伤的脊髓内存活,分化并成熟为同时表达h M3Dq和KORD两个化学遗传学受体的脊髓GABA神经元,生长出轴突,与猴神经环路建立突触连接,恒河猴的行走能力逐渐恢复,尽管触觉痛的阈值持续降低,但肌肉的张力始终未明显升高。结论:移植hPSC分化的脊髓GABA神经元治疗非人灵长类脊髓损伤的策略安全可行。