人臍血幹細胞誘導iPS細胞移植修復脊髓損傷的研究

《人臍血幹細胞誘導iPS細胞移植修復脊髓損傷的研究》是依託天津醫科大學，由周先虎擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：人臍血幹細胞誘導iPS細胞移植修復脊髓損傷的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：周先虎
• 依託單位：天津醫科大學

中文摘要

脊髓損傷（SCI）一直是困擾醫學界的一大難題。幹細胞移植促進SCI後神經修復是目前研究的重點，但仍在不斷尋找理想的種子細胞。而誘導型多能幹細胞（iPS）的發現打破了此前關於幹細胞分化和培養的傳統觀點，成為生物醫學發展史上的里程碑。本課題組已有的研究發現，人臍血幹細胞（HUCBCs）移植入SCI部位後，能在一定程度上改善局部微環境、向神經細胞方向分化從而促進脊髓損傷後軸突再生及神經功能恢復。本研究擬在此基礎上，通過體外分離培養HUCBCs，並進行特定的基因轉染和細胞基因的重編程而獲得iPS細胞。並建立亞急性SCI實驗動物模型，將螢光素酶標記後的HUCBCs及iPS細胞移植入脊髓損傷大鼠體內。通過生物發光活體顯像、RT-PCR、Western-Blot、免疫螢光染色、BDA神經示蹤、神經電生理及肢體供能評分等方法從不同角度探討其修復脊髓損傷的有效性，為臨床治療脊髓損傷提供可行方法及依據。

結題摘要

脊髓損傷（Spinal Cord Injury，SCI）病理生理機制複雜。幹細胞移植促進SCI後神經修復是目前研究的重點，但仍在不斷尋找理想的種子細胞。而誘導型多能幹細胞（induced Pluripotent Stem cells,iPS）的發現打破了此前關於幹細胞分化和培養的傳統觀點，成為生物醫學發展史上的里程碑。本課題組已有的研究發現，人臍血幹細胞（HUCBCs）移植入SCI部位後，能在一定程度上改善局部微環境、促進脊髓損傷後軸突再生及神經功能恢復。本研究在此基礎上，通過體外分離培養HUCBCs，並進行特定的基因轉染和細胞基因的重編程而獲得iPS細胞。在體外培養、擴增後進行形態學、鹼性磷酸酶以及免疫螢光鑑定。結紮成年Wistar大鼠雙側隱神經近端，一周后取下結紮處遠端的隱神經，採用雙酶消化組織塊法結合機械分離法分離培養ASCs；採用ASCs培養基半量換液法及體內共移植誘導iPS細胞向神經方向分化，套用免疫組化、Western-Bolt半定量、Real-time PCR（NF200、GFAP、MBP）定量分析等方法在誘導培養後1、2、3、4周綜合評價誘導分化情況，分析其神經標誌性蛋白的表達情況。同時，製作成年雌性Wistar大鼠胸10脊髓損傷模型，並將iPS細胞移植入脊髓損傷部位。術後採用BBB評分對大鼠的後肢功能恢復情況進行評價。8周后，從每組隨機選取8隻大鼠進行10％BDA順行示蹤標記。標記兩周后處死動物，將損傷段脊髓取出作5μm快速冰凍切片後，進行BDA顯影、HE染色，NF200、GFAP、MBP免疫組化染色及軸突染色。結果發現ASCs可以分泌多種神經營養因子並促進iPS細胞在體外及Wistar大鼠體內的增值和向神經源性細胞分化。動物實驗結果顯示iPS細胞移植後在脊髓損傷區域可以向神經元和少突膠質細胞分化，填充組織缺損，彌補脊髓空洞，有利於神經再生軸突的延伸和突觸之間的連線，促進軸突再生，改善脊髓損傷後功能的恢復。