论著
VEGF联合BMSCs移植对脑出血大鼠神经功能修复的机制研究
中华生物医学工程杂志, 2018,24(2) : 91-96. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1674-1927.2018.02.003
摘要
目的

研究血管内皮生长因子(VEGF)联合骨髓间充质干细胞(BMSCs)对脑出血大鼠神经功能恢复的影响及机制。

方法

100只大鼠随机分为4组(每组25只),右侧纹状体注射肝素和胶原酶诱导脑出血制造脑出血大鼠模型,术后24 h向转基因组纹状体注射外源性VEGF转基因BMSCs,BMSCs移植组注射BMSCs,VEGF组注射VEGF,模型组注射生理盐水。造模成功后第1、3、7、14天对大鼠行mNSS评分,第14天处死大鼠后取脑固定、包埋、切片,免疫组化检测P75NTR、TrkA在大鼠脑组织内的分布,确定细胞凋亡情况,Western Blotting检测血肿周围P75NTR、TrkA的表达水平。

结果

治疗组大鼠mNSS评分在第7、14天明显低于对照组(6.55±0.95和4.65±0.95),转基因组(3.94±0.73和2.24±0.70)较BMSCs组(4.75±0.97和3.05±0.88)及VEGF组(5.01±1.01和3.34±0.90)评分降低明显;对免疫组化显示血肿周围脑组织中P75NTR阳性表达明显降低,TrkA阳性产物表达明显增高,Western Blotting显示转基因组、BMSCs组及VEGF组血肿周围P75NTR的表达(0.33±0.02、0.40±0.05、0.42±0.04)较对照组(0.45±0.04)减少,血肿周围TrkA的表达(0.32±0.02、0.23±0.02、0.28±0.04)较对照组(0.15±0.01)有明显上升,其中转基因组较BMSCs组及VEGF组更显著(P<0.05)。

结论

VEGF联合骨髓间充质干细胞的移植能明显促进脑出血大鼠的神经恢复,增加血肿周围细胞TrkA的表达,减少P75NTR的表达,有拮抗周围细胞凋亡的作用,从而促进神经功能恢复。

引用本文: 许鹏, 史磊, 周杰, 等.  VEGF联合BMSCs移植对脑出血大鼠神经功能修复的机制研究 [J] . 中华生物医学工程杂志,2018,24 (2): 91-96. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1674-1927.2018.02.003
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骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)是一种可从成体骨髓间充质中获取的干细胞,其无免疫排斥反应、可自体移植,具有多向分化潜能、多种作用机制等优点,且更适用于临床应用[1]。大量动物实验证实选择BMSCs移植治疗脑出血(intracerebral hemorrhage,ICH)具有极大的可行性和优越性[2,3,4]。血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)是血管生成中最重要的因子之一,急性脑出血患者血清中VEGF的含量明显升高,且该指标可用于辅助判断急性脑出血的病情严重程度与预后[5]。在脑血管病中VEGF的表达与缺血后脑水肿、梗死面积、血管生成等密切相关,且VEGF对脑缺血的实验性治疗已初见成效[6]。课题组前期的研究中表明BMSCs对脑出血具有确切的神经保护作用,能抑制神经细胞凋亡,促进神经功能康复[7,8]。BMSCs体外扩增后进行移植,会大大提高移植效果[9]。然而BMSCs的神经保护作用机制仍是研究的热点,如何提高移植的BMSCs活性,从而发挥其最大的神经修复作用,仍是困扰科研人员的一大难题。有关BMSCs的作用及机制研究,起初是假设通过干细胞替代修复损伤的神经组织而发挥作用,但一直无法提供直接证据,一些研究显示其可能通过在体内分化成神经胶质细胞和神经元、激活内源性神经干细胞从而发挥促进神经功能恢复的作用。有研究指出,BMSCs减少神经元的凋亡和促进血管以及突触连接的再生等可能是其发挥作用的重要机制[10]。p75NTR (p75 neurotrophin receptor)是一种跨膜蛋白,是肿瘤坏死因子受体家族成员之一。P75NTR与发育、病理条件下的细胞凋亡有关[11];TrkA(tropomyosin receptor kinase A)膜外段包含独特的免疫球蛋白,内段为酪氨酸激酶。TrkA与细胞的存活、分化及突触形成密不可分[12]。当脑组织缺血、缺氧等损害时均可引起相应脑区TrkA短暂表达,通过促进神经干细胞的增殖而参与神经元的再生和功能恢复,以适应维持自身存活和再生的需要。两者膜外均有神经营养因子的结合部位。神经营养因子通过结合这两种不同类型的跨膜受体TrkA受体与p75NTR发挥他们的生物行为。两种受体都可以触发下游信号通路发挥神经营养因子,神经营养因子前体和其他相关配体的生物学效应。可以大致把这些通路划分为一个由TrkA介导的信号通路和一个由p75NTR介导的信号通路。TrkA与细胞的存活、分化及突触形成密不可分。p75NTR与发育、病理条件下的细胞凋亡有关。本研究拟通过携带人血管内皮生长因子165(human vascular endothelial growth factor 165,hVEGF165)基因的腺病毒载体转染大鼠骨髓间充质干细胞后,移植到出血灶,通过检测TrkA与p75NTR的表达,观察其对脑出血大鼠神经功能恢复的影响。

 
 
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