骨髓间充质干细胞移植对阿尔茨海默病大鼠行为学的影响

背景:目前研究表明,骨髓间充质干细胞作为包括阿尔茨海默病在内的神经退行性疾病的细胞替代治疗,可能是一种有应用前景的工程细胞,但其对阿尔茨海默病的治疗效果尚不明确.目的:观察定向诱导骨髓间充质干细胞移植对阿尔茨海默病大鼠行为学的影响,试图发现有效治疗阿尔茨海默病的策略.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2009-03在武警医学院生理学与病理生理学教研室完成.材料:健康雄性Wistar大鼠40只,鼠龄24个月,体质量450 g左右.方法:自然衰老痴呆模型大鼠是通过迷宫试验筛选,将大鼠随机数字表法分为4组,每组10只.对照组大鼠双侧海马注射生理盐水;骨髓间充质干细胞移植组大鼠注射骨髓间充质干细胞:常氧分化移植组大鼠注射常氧环境下向神经元样细胞诱导的骨髓间充质干细胞;低氧分化移植组大鼠注射低氧环境下向神经元样细诱导的骨髓间充质干细胞.主要观察指标:阿尔茨海默病大鼠的学习和记忆能力在移植前及实验后8周通过Y迷宫试验测定,记忆能力测定在学习能力测定48 h后进行.结果:对照组阿尔茨海默病大鼠术后学习记忆成绩均下降,与术前相比,差异无显著性意义(P>0.05);骨髓间充质干细胞移植组大鼠学习记忆成绩提高,与移植前相比差异无显著性意义(P>0.05);常氧分化移植组和低氧分化移植组大鼠学习记忆成绩均较移植前提高:与对照组相比,其他3组大鼠学习记忆成绩均提高(P<0.01).结论:骨髓间充质干细胞移植可以改善阿尔茨海默病模型大鼠的学习记忆能力,提示骨髓间充质干细胞移植对痴呆大鼠的认知功能障碍有治疗作用,且定向诱导分化的骨髓间充质干细胞移植治疗优于未分化的骨髓间充质干细胞,低氧诱导分化的骨髓间充质干细胞移植治疗效果最佳.     

向脑海马区移植骨髓间充质干细胞改善阿尔茨海默病大鼠记忆功能

背景：通过药物治疗虽然能在一定程度上减轻和延缓阿尔茨海默病进展,但是效果不明显,因此采用细胞替代治疗是目前治疗该疾病的一种新的尝试和探索。目的：观察骨髓间充质干细胞移植对阿尔茨海默病大鼠记忆能力改善的影响。方法：注射β淀粉样蛋白1-40制备阿尔茨海默病动物模型并于双侧海马区移植骨髓间充质干细胞。治疗4周后采用Morris水迷宫检测大鼠空间认知和记忆能力变化,采用Brd U和NF,GFAP的免疫荧光双标技术观察移植的细胞是否存活并分化,免疫印迹和免疫组化技术检测大脑皮质及海马区β淀粉样蛋白表达。结果与结论：与单纯造模组比较,移植骨髓间充质干细胞治疗后大鼠逃避潜伏期明显缩短（P〈0.01）,跨越平台次数明显均多（P〈0.05）。免疫荧光双标显示,移植细胞在大鼠海马周围分化为NF或GFAP阳性的细胞。免疫组化和免疫印迹分析显示,经骨髓间充质干细胞移植治疗后,其脑内β淀粉样蛋白表达明显下降（P〈0.05）。结果表明骨髓间充质干细胞移植后能在阿尔茨海默病大鼠脑内局部存活并分化,并且能够提高阿尔茨海默病大鼠学习记忆能力。     

立体定向移植骨髓间充质干细胞改善血管性大鼠的学习记忆能力

背景：大量的实验证明将骨髓间充质干细胞移植到复制的中枢神经系统疾病大鼠模型后,能迁移到损伤部位,表达神经细胞的潜在特性并且提高神经功能。目的：验证骨髓间充质干细胞对拟人类血管性痴呆模型大鼠学习记忆障碍的改善作用。方法：分离SD大鼠骨髓间充质干细胞,于细胞移植前掺入10mg/L的BrdU进行标记。建立Wistar大鼠血管性痴呆样学习记忆障碍动物模型,随机分为模型组、假手术组与移植组。移植组致伤后第14天,通过立体定向途径移植骨髓间充质干细胞到大鼠海马,假手术组给予等量生理盐水,模型组大鼠不做处理。采用Morris水迷宫检测大鼠空间学习记忆能力。损伤后第90天处死大鼠,观察海马组织有无Brdu＋神经元特异性烯醇化酶、Brdu＋胶质纤维酸性蛋白免疫组织化学双染阳性细胞,并且观察从侧脑室到海马是否存在神经元前体细胞的标志Doublecortin（DCX）吻侧迁移流。结果与结论：①移植组大鼠采用Morris水迷宫检测大鼠空间学习记忆能力逃避潜伏期及跨越平台次数优于模型组及假手术组（P〈0.05）。②移植组大鼠海马组织及其周围可见免疫组织化学双染阳性细胞,但未见从侧脑室到海马关于神经元前体细胞的标志Doublecortin（DCX）吻侧迁移流。结果提示,骨髓间充质干细胞移植可以促进脑损伤大鼠的神经功能的恢复,其机制可能与移植细胞分化为神经元样和神经胶质细胞样细胞,并分泌或促进宿主分泌神经营养因子有关。     

立体定向移植骨髓间充质干细胞改善血管性大鼠的学习记忆能力

背景:大量的实验证明将骨髓间充质干细胞移植到复制的中枢神经系统疾病大鼠模型后,能迁移到损伤部位,表达神经细胞的潜在特性并且提高神经功能。目的:验证骨髓间充质干细胞对拟人类血管性痴呆模型大鼠学习记忆障碍的改善作用。方法:分离SD大鼠骨髓间充质干细胞,于细胞移植前掺入10mg/L的BrdU进行标记。建立Wistar大鼠血管性痴呆样学习记忆障碍动物模型,随机分为模型组、假手术组与移植组。移植组致伤后第14天,通过立体定向途径移植骨髓间充质干细胞到大鼠海马,假手术组给予等量生理盐水,模型组大鼠不做处理。采用Morris水迷宫检测大鼠空间学习记忆能力。损伤后第90天处死大鼠,观察海马组织有无Brdu+神经元特异性烯醇化酶、Brdu+胶质纤维酸性蛋白免疫组织化学双染阳性细胞,并且观察从侧脑室到海马是否存在神经元前体细胞的标志Doublecortin(DCX)吻侧迁移流。结果与结论:①移植组大鼠采用Morris水迷宫检测大鼠空间学习记忆能力逃避潜伏期及跨越平台次数优于模型组及假手术组(P<0.05)。②移植组大鼠海马组织及其周围可见免疫组织化学双染阳性细胞,但未见从侧脑室到海马关于神经元前体细胞的标志Doublecortin(DCX)吻侧迁移流。结果提示,骨髓间充质干细胞移植可以促进脑损伤大鼠的神经功能的恢复,其机制可能与移植细胞分化为神经元样和神经胶质细胞样细胞,并分泌或促进宿主分泌神经营养因子有关。     

静脉注射同种异体骨髓间充质干细胞对血管性痴呆大鼠海马区脑组织形态及微管相关蛋白2表达的影响

目的:骨髓间充质干细胞移植进入脑组织后,能否影响脑组织的形态及微管相关蛋白2的表达从而改善痴呆状态下的认知功能?观察静脉注射同种异体骨髓间充质干细胞后,血管性痴呆模型大鼠脑海马CA1区脑组织形态及微管相关蛋白2的变化。方法:实验于2004-08/2005-05在解放军第二军医大学完成。①实验动物:健康雄性SD大鼠60只,随机数字表法分为细胞移植组、模型对照组、假手术组,20只/组。②实验方法:另取20只大鼠用于体外分离、培养扩增骨髓间充质干细胞,传至第2代时加入BrdU进行标记,制备单细胞悬液,调整细胞浓度为3×109L-1。细胞移植组、模型对照组采用双侧颈总动脉结扎法建立血管性痴呆动物模型,假手术组仅暴露双侧颈总动脉但不结扎。造模后4周,细胞移植组尾静脉注射骨髓间充质干细胞悬液1mL,模型对照组注射等量磷酸盐缓冲液,假手术组不进行尾静脉注射。③实验评估:细胞移植后4周,苏木精-伊红染色检测各组大鼠脑海马CA1区脑组织形态变化,免疫荧光染色观察经BrdU标记的骨髓间充质干细胞示踪情况,免疫组织化学染色检测脑海马CA1区微管相关蛋白2的表达。结果:细胞移植组5只大鼠死亡,模型对照组3只大鼠死亡,假手术组均进入结果分析。①脑海马CA1区锥体细胞形态变化:细胞移植组和模型对照组CA1区锥体细胞较假手术组排列稀疏、紊乱,细胞肿胀、脱失,核固缩,但细胞移植组细胞排列较模型对照组规则,且细胞肿胀、脱失及核固缩较模型对照组减轻。②脑海马内骨髓间充质干细胞的示踪:细胞移植后4周,大鼠脑海马内可见被绿色荧光标记的骨髓间充质干细胞。③脑海马CA1区微管相关蛋白2的表达:与假手术组比较,细胞移植组及模型对照组脑海马CA1区锥体细胞层微管相关蛋白2阳性产物的吸光度值均明显降低(P<0.05);细胞移植组明显高于模型对照组(P<0.05)。结论:静脉注射骨髓间充质干细胞能够使血管性痴呆大鼠脑海马CA1区神经元损伤及脱失减轻,并使微管相关蛋白2表达增加。     

骨髓间充质干细胞移植影响慢性脑缺血大鼠认知功能及海马区Nogo-A、NgR的表达

背景：骨髓间充质干细胞移植可降低脊髓损伤及脑梗死大鼠的Nogo-A及NgR的表达。目的：观察骨髓间充质干细胞移植对慢性脑缺血大鼠认知功能及海马区Nogo-A及NgR蛋白的表达。方法：将30只SD大鼠随机等分为假手术组、模型组及骨髓间充质干细胞组,后2组采用双侧颈总动脉永久结扎法建立大鼠慢性脑缺血模型,骨髓间充质干细胞组在建模7d后尾静脉注射移植用ficoll密度梯度离心法分离培养大鼠骨髓间充质干细胞1×107个。结果与结论：与假手术组比较,模型组大鼠平均逃避潜伏期明显延长（P〈0.01）,穿过原平台位置次数明显减少（P〈0.01）,海马中Nogo-A与NgR蛋白表达明显增加（P〈0.05）;而与模型组比较,骨髓间充质干细胞组大鼠平均逃避潜伏期明显缩短（P〈0.01）,穿过原平台位置次数明显增加（P〈0.05）,海马组织中Nogo-A及NgR表达明显减少（P〈0.05）。说明骨髓间充质干细胞移植具有保护慢性脑缺血大鼠空间学习与记忆能力的作用,其作用可能与降低Nogo-A及NgR蛋白表达有关。     

骨髓间充质干细胞移植及生长相关蛋白43表达在脑修复中的作用

背景: 研究证实骨髓间充质干细胞移植能够促进脑功能恢复,并对大鼠脑皮质及海马结构损伤具有修复作用,可能与细胞的自身代偿以及神经生长递质的参与有关,也可能是由于神经应激性损伤刺激靶组织细胞分泌各种神经因子的表达有关.目的: 从细胞生物学的角度,观察大鼠脑缺血损伤后骨髓间充质干细胞移植对神经再生及脑的修复作用.方法: 参考改良Nagasawa法建立大脑中动脉闭塞再灌注模型后,实施骨髓间充质干细胞移植,并分别进行跑台运动训练和水迷宫康复训练,进行神经功能评分及学习记忆评分.采用TUNEL法检测脑皮质区及海马区凋亡神经元的表达以及免疫组化技术检测生长相关蛋白43蛋白在两区的表达变化.结果与结论: 移植组16 h移植骨髓间充质干细胞在皮质区及海5 CA1区表达明显增加;7 d细胞表达达高峰,分化细胞明显增加.移植后运动训练7,19,21 d移植组mNSS评分低于模型组(P均<0.01);移植组大鼠水迷宫试验平台潜伏期的时间较模型组明显缩短(P<0.05);移植组大鼠穿越平台次数较模型组增多(P<0.05);缺血再灌注24 h凋亡细胞达高峰,3 d梗死体积测量为最大值;再灌注19 d生长相关蛋白43达高峰.提示大鼠脑缺血损伤介导了神经功能缺损,骨髓间充质干细胞移植促进了神经再生,生长相关蛋白43表达上调抑制神经元凋亡,进一步促进了脑梗死灶的修复.     

静脉注射同种异体骨髓间充质干细胞对血管性痴呆大鼠海马区脑组织形态及微管相关蛋A2表达的影响

目的：骨髓间充质干细胞移植进入脑组织后，能否影响脑组织的形态及微管相关蛋白2的表达从而改善痴呆状态下的认知功能？观察静脉注射同种异体骨髓间充质干细胞后，血管性痴呆模型大鼠脑海马CAl区脑组织形态及微管相关蛋白2的变化。方法：实验于2004-08／2005-05在解放军第二军医大学完成。①实验动物：健康雄性SD大鼠60只，随机数字表法分为细胞移植组、模型对照组、假手术组，20只，组。②实验方法：另取20只大鼠用于体外分离、培养扩增骨髓间充质干细胞，传至第2代时加入BrdU进行标记，制备单细胞悬液，调整细胞浓度为3x109L～。细胞移植组、模型对照组采用双侧颈总动脉结扎法建立血管性痴呆动物模型，假手术组仅暴露双侧颈总动脉但不结扎。造模后4周，细胞移植组尾静脉注射骨髓间充质干细胞悬液1mL，模型对照组注射等量磷酸盐缓冲液，假手术组不进行尾静脉注射。③实验评估：细胞移植后4周，苏木精一伊红染色检测各组大鼠脑海马CAl区脑组织形态变化，免疫荧光染色观察经BrdU标记的骨髓间充质干细胞示踪情况，免疫组织化学染色检测脑海马CAl区微管相关蛋白2的表达。结果：细胞移植组5只大鼠死亡，模型对照组3只大鼠死亡，假手术组均进入结果分析。①脑海马CAl区锥体细胞形态变化：细胞移植组和模型对照组CAl区锥体细胞较假手术组排列稀疏、紊乱，细胞肿胀、脱失，核固缩，但细胞移植组细胞排列较模型对照组规则，且细胞肿胀、脱失及核固缩较模型对照组减轻。②脑海马内骨髓间充质干细胞的示踪：细胞移植后4周，大鼠脑海马内可见被绿色荧光标记的骨髓间充质干细胞。③脑海马CAl区微管相关蛋白2的表达：与假手术组比较，细胞移植组及模型对照组脑海马CAl区锥体细胞层微管相关蛋白2阳性产物的吸光度值均明显降低（P〈0．05）；细胞移植组明显高于模型对照组（P〈0．05）。结论：静脉注射骨髓间充质干细胞能够使血管性痴呆大鼠脑海马CAl区神经元损伤及脱失减轻，并使微管相关蛋白2表达增加。     

非黏附骨髓间充质干细胞移植改善脑缺血小鼠的学习记忆功能

背景：非黏附骨髓间充质干细胞在体外培养中具有自我更新能力,可诱导分化为脂肪细胞、成骨细胞和软骨细胞,表现出多分化潜能,在移植到缺血损伤脑内可存活并且部分可分化为神经细胞或神经胶质细胞。目的：观察小鼠非黏附骨髓间充质干细胞移植到缺血小鼠脑内对神经功能的修复作用。方法：全骨髓法分离β-Gal转基因小鼠总骨髓细胞,采用反复转移非黏附骨髓细胞的培养法收集纯化的第3代非黏附骨髓间充质干细胞。20只C57BL／6J小鼠建立大脑中动脉阻塞模型,随机区组法分为2组,造模后7d,细胞移植组将第3代非黏附骨髓问充质干细胞悬液3μL定向移植到小鼠脑损伤处,对照组注射等量生理盐水。移植28d后进行Morris水迷宫实验,连续8d。结果与结论：在定位航行实验中细胞移植组小鼠的逃避潜伏期及游泳总路程均较对照组明显缩短（P〈O．05）,空问探索实验中细胞移植组小鼠穿越原平台次数较对照组明显增多（P〈0．05）。提示非黏附骨髓干细胞移植能够提高脑缺血模型小鼠的学习记忆能力,改善神经功能。     

小鼠非黏附骨髓间充质干细胞移植到缺血性脑损伤部位向神经元样细胞的分化

背景:小鼠非黏附骨髓间充质干细胞在体外可以不断形成成纤维细胞集落形成单位,并且可诱导分化为脂肪细胞、成骨细咆和软骨细胞,表现出一定的多分化潜能.目的:探讨小鼠非黏附骨髓间充质干细胞移植到缺血损伤脑内后分化为神经细胞的能力.方法:取β-Gal转基因小鼠,分离双侧股骨、胫骨,全骨髓法分离总骨髓细胞,采用反复转移非黏附的骨髓细胞培养法收集纯化后的第5代非黏附骨髓间充质干细胞,调整细胞浓度为1×10~(12)L~(-1)备用.两组C57BL/6J小鼠均建立大脑中动脉阻塞模型,造模后7 d,细胞移植组将第5代非黏附骨髓间充质干细胞悬液3 μL定向移植到小鼠脑损伤处,模型组注射等量生理盐水.移植8周后观察供体细胞在缺血脑内微环境中的存活、分布及分化能力.结果与结论:LacZ组织化学染色发现,8周后供体细胞仍可以表达β-Gal蛋白,在缺血侧供体细胞能够存活.免疫组织化学单染和双染后发现,在缺血模型的坏死区及坏死边缘区均可检测到β-Gal阳性的供体细胞,部分细胞还同时表达神经细胞特异性蛋白NeuN及神经胶质细胞特异性标记GFAP.提示小鼠非黏附骨髓间充质干细胞在缺血动物模型的脑内能够存活、迁移,部分细胞还能分化为成熟的神经元样细胞或神经胶质细胞,参与脑损伤修复.