生长因子基因治疗脊髓损伤的研究现状及其应用前景

基因治疗已成为当前生物医学中发展最快的领域之一,其基础研究和临床试验都展示出了巨大的前景,但是其对于中枢神经系统损伤的研究仍处于实验探索阶段。以脊髓损伤为例,近年来,细胞生长因子逐渐成为脊髓损伤治疗的突破点,而基因治疗脊髓损伤的基本策略是生长因子基因修饰受体细胞后,移植治疗脊髓损伤,利用生长因子基因治疗技术充分发挥生长因子效应促进神经再生。基因载体常用转染率高的病毒,受体细胞以神经干细胞、间充质干细胞为主。介绍了当前国际上基因治疗脊髓损伤的研究情况,阐述生长因子基因治疗对脊髓损伤的研究进展,并对其存在的问题和前景进行了分析和展望。     

脊髓损伤的基因治疗

基因治疗脊髓损伤（SCI）既不存在胎儿神经组织移植的组织来源问题,且比外周神经组织移植引起的排异性低,是目前脊髓损伤治疗中最有前途的方法.基因治疗的转基因方式有两种：一是将目的基因直接导入体内靶细胞令其表达;二是将基因在体外导入适当的细胞内,并筛选出高效表达的移植细胞作为转基因中介移植到体内靶组织.不论采用何种方式,将基因导入细胞又可用多种手段实现：如微注射、脂质体等物理或化学手段;利用缺陷病毒作为载体感染细胞的生物学手段.因为用生物学手段转基因的细胞移植方法空间定位明确,所以目前最常采用它作为基因治疗效果的研究.虽然SCI基因治疗目前仍停留在实验探索阶段,一些问题尚待解决,但随着基因治疗技术方法的不断提高,它的临床应用前景可以预见.     

HIF-1基因转染骨髓间充质干细胞治疗SCII的展望

脊髓缺血再灌注损伤(spinal cord ischemia-reperfusion injury,SCII)作为原发性脊髓损伤后的继发性损害是造成神经细胞损伤的一个重要因素,目前基因和细胞移植治疗SCII尚处于探索阶段.低氧诱导因子-1(hypoxia-inducible factor-1,HIF-1)产生并处于缺氧应答的关键环节,在缺血后细胞凋亡及微循环的重建等方面起关键作用,用其转染骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)进行细胞移植治疗SCII,可有望取得新的突破.     

脊髓损伤治疗中的细胞移植策略及预处理研究进展

急性脊髓损伤是骨科常见的严重疾患,伤后神经功能恢复及重建是近年来研究的热点,其中细胞移植的研究得到广泛的关注并取得较大的研究进展。本文介绍了细胞移植治疗脊髓损伤治疗的研究现状,其中对移植细胞的来源,移植的时机,移植的途径以及细胞移植存活的问题及应对策略做了重点阐述。同时对增加移植细胞存活率的预处理方法做了简要综述。     

miRNAs在脊髓损伤中作用的研究进展

脊髓损伤是一个重要的公共卫生难题,脊髓损伤可划分为三个病理生理阶段:原发性损伤期、继发性损伤期和慢性损伤期。基因表达的改变在脊髓损伤中起到了重要作用,miRNAs可以调控转录后所有基因的表达,所以miRNAs是脊髓损伤中一个很具有研究价值的研究对象。miRNAs是20-25碱基组成的非编码RNA,通过与靶mRNAs 3‘UTR结合下调其表达实现的对mRNA翻译进程的调控。miRNAs与中枢神经系统的发育、功能和疾病有密切关系。脊髓损伤后miRNAs通过调节中性粒细胞和炎性反应通路在炎性应答中起到了重要作用;miRNAs在细胞凋亡中表现出了复杂的功能,其表达的改变可能同时刺激和抑制凋亡;miRNAs可通过增强星形胶质细胞肥大和调节胶质瘢痕的进程;miRNAs的下调可能通过促进轴突靶向作用、神经元存活和轴突生长来促进损伤脊髓部位再生进程。目前脊髓损伤仍是现代医学的难题,对神经系统疾病中miRNAs作用的研究,为脊髓损伤治疗提供了一种新的治疗方案,也是将来研究中的热点。     

移植骨髓间充质干细胞源性神经元样细胞治疗大鼠脊髓损伤

目的:研究骨髓间充质干细胞源性神经元样细胞移植治疗成鼠脊髓损伤的可行性。方法:选取成年SD大鼠32只,两只用以提取骨髓间充质干细胞,其余被分为3组,其中细胞移植组10只,PBS缓冲液组10只,空白对照组10只。骨髓间充质干细胞分离传代培养并诱导成神经元样细胞后用Hoechst33342标记,损伤1周后采取静脉注射移植的方法移植于大鼠脊髓损伤区,移植六周后用免疫荧光方法检测细胞的存活及与宿主脊髓的整合情况。脊髓损伤后的1~6周对各组动物进行BBB评分,用SPSS12.0进行数据分析。结果:细胞移植组动物的BBB评分提高显著,于其他两组差异有统计学意义。细胞移植组免疫荧光显示,移植细胞在体内大量存活并桥接于脊髓损伤区的两端,存活的多数细胞神经元特异性标记物NSE、NF-200、星形胶质细胞特异性标记物GFAP表达呈阳性。结论:移植定向诱导的神经元样细胞有助于大鼠脊髓损伤后的功能恢复。     

HIF-1α与BMSCs治疗SCII的研究现状与展望

脊髓缺血再灌注损伤（spinal cord ischemia reperfusion injury,SCII）是一种不可逆性脊髓损伤,其临床治疗效果差以及致残率高的特点给人们的工作和生活带来了巨大负担。因缺血而导致的局部组织低氧进而造成细胞受损是发生SCII的主要原因,低氧诱导因子-1α（hypoxia-inducible factor-1α,HIF-1α）在细胞的低氧应答过程中起到重要调控作用,其功能主要为增强缺氧细胞的代谢,从而对抗低氧对细胞的破坏。另外,采用干细胞移植技术治疗脊髓缺血再灌注损伤在动物实验中取得了可喜的效果,这给截瘫患者带来了康复的希望。骨髓间充质干细胞（bone mesenchymal stem cells,BMSCs）不仅具有多向分化潜能,还可接受外源性基因并稳定表达基因产物,且其表达具有组织特异性。因此,它在组织工程创伤修复、细胞替代治疗、基因治疗等方面具有很好的临床应用价值和广阔的应用前景。因此,HIF-1α联合BMSCs治疗SCII,有望取得更好的治疗效果。     

骨髓间充质干细胞移植修复大鼠半横断脊髓损伤

目的初步探讨骨髓间充质干细胞诱导为神经细胞,及其移植对大鼠脊髓半横断损伤神经功能恢复和运动的影响。方法贴壁培养法分离培养大鼠骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs),大鼠脊髓匀浆上清诱导第3代向神经细胞分化,经免疫组化鉴定分化后细胞的性质。制备大鼠半横断脊髓损伤模型,脊髓损伤局部注射BrdU标记诱导后的神经细胞。细胞移植5周后观察移植细胞在脊髓内存活分布情况。结果倒置显微镜下可见MSCs呈纺锤形和多角形,有1~2个核仁,经脊髓匀浆上清诱导后,发出数个细长突起,并交织成网,诱导后的细胞表达Nestin,可推测诱导后的细胞为MSCs源神经细胞。5周后移植的MSCs在宿主损伤脊髓内聚集并存活,表达MAP-2、NF、GFAP与对照组比较有统计学意义(P0.05)。大鼠运动功能较移植前有所改善。结论MSCs经脊髓匀浆上清诱导后移植治疗大鼠半横断脊髓损伤可使运动功能得到改善。     

骨髓间充质干细胞移植对急性脊髓损伤脱髓鞘病变的保护作用

骨髓间充质干细胞(Bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)已被广泛应用于治疗脊髓损伤,但目前对其治疗机制了解甚少。BMSCs被移植至脊髓钳夹损伤模型大鼠,以研究其保护作用。通过LFB(Luxol fast blue)染色、锇酸染色、TUNEL(Td T-mediated d UTP nick-end labeling)染色和透射电镜对白质有髓神经纤维进行观察。免疫印迹检测BMSCs移植对脑源性神经营养因子(Brain derived neurotrophic factor,BDNF)和caspase 3蛋白表达的影响。通过脊髓损伤后1、7、14 d三个时间点移植BMSCs并进行后肢运动评分(Basso,beattie and bresnahan;BBB评分)和CNPase(2′,3′-cyclic-nucleotide 3′-phosphodiesterase)、髓鞘碱性蛋白(Myelin basic protein,MBP)、caspase 3蛋白水平的检测。免疫荧光观察BMSCs移植到受损脊髓后分化情况及CNPase-caspase 3~+共表达情况。骨髓间充质干细胞移植7 d后,部分移植的BMSCs可表达神经元和少突胶质细胞标记物,大鼠后肢运动能力和髓鞘超微结构特征均明显改善。骨髓间充质干细胞移植后BDNF蛋白表达水平增加,caspase 3蛋白表达水平则降低。相对于脊髓损伤后1 d和14 d,7 d移植BMSCs后MBP和CNPase蛋白表达水平最高;caspase 3蛋白表达水平则最低。骨髓间充质干细胞移植后CNPase-caspase 3~+细胞散在分布于脊髓白质。结果表明,急性脊髓损伤后,BMSCs移植到受损脊髓有分化为神经元和少突胶质细胞的倾向,并促进BDNF的分泌介导抗少突胶质细胞凋亡而对神经脱髓鞘病变有保护作用,且最佳移植时间为脊髓损伤后7 d。     

伸长细胞移植对大鼠脊髓损伤后运动功能及运动诱发电位的影响

目的:研究伸长细胞是否可以促进成年大鼠脊髓损伤后传导束再生。方法:采用Wistar大鼠脊髓T8全横断模型,移植传代培养的伸长细胞,以未移植脊髓损伤组为对照,观察两组损伤后第12周末BBB评分,损伤平面以下红核-脊髓运动诱发电位,和横断部位组织学染色结果。结果:第12周末伸长细胞移植组红核脊髓运动诱发电位总峰值显著高于对照组(MD=133.2μV,P0.01),峰潜伏期较对照组缩短(MD=0.061ms,P=0.040);第12周末伸长细胞移植组BBB评分显著高于对照组(MD=5.0000,P0.01);第12周末脊髓横断部位HE染色显示伸长细胞移植组脊髓损伤处结构较完整。结论:伸长细胞移植可以促进大鼠脊髓损伤后神经传导的恢复。