MEMRI追踪骨髓源神经干细胞移植后与宿主脑组织功能重建实验研究

骨髓源神经干细胞（BMSCs-D-NSCs）移植后参与受损伤脑功能重建的评估具有重要的学术及应用价值。本研究拟在体外研究BMSCs-D-NSCs与脑皮质神经元共培养、形成有效功能联系的基础上，重点活体研究移植BMSCs-D-NSCs与宿主神经元的功能整合。实验将以创伤性视皮层损伤大鼠脑为研究客体，以Feridex标记的移植BMSCs-D-NSCs为追踪对象，依据Mn++可通过激活的电压门控Ca++通道进入神经细胞及可沿神经轴突快速顺行运输、跨轴突传递的独特生物学特性及视通路解剖学特点，应用视觉诱导的Mn++ 增强磁共振技术及Mn++增强视通路成像技术（MEMRI）作为移植细胞功能的评估手段、闪光视觉诱发电位（F-VEP）作为视皮层损伤修复有效性的评判指标，在体评估所移植NSCs在受损视皮层的功能重建及修复疗效。旨在探寻NSCs移植后在宿主体内功能活动并与神经通路整合发挥疗效的动物实验依据。

骨髓间充质干细胞（BMSCs）及骨髓源神经干细胞（BMSCs-D-NSCs）移植修复中枢神经系统（CNS）损伤具疗效，已获得相关实验数据支持。但这种疗效机制，尚有待深入系统的探讨。本项目主要针对BMSCs移植修复CNS损伤的疗效机制进行研究，重点从移植干细胞是否与宿主神经组织发生了结构整合与功能重建、移植干细胞在CNS受损伤宿主体内的免疫调控状态、移植干细胞于宿主CNS发生炎症后所起的作用等方面，进行了相关实验探讨。 研究发现： . （1）成体干细胞移植修复CNS功能损害的疗效机制主要包括：分化为神经原样细胞后与宿主细胞间的部分结构整合及功能重建，旁分泌作用、参与宿主的免疫调节及抗炎过程；其中BMSCs与小胶质细胞间的相互作用在疗效机制中发挥了重要作用；涉及到的调控因子有TSG-6，涉及到的信号通路有NF-kB、p38 MAPK 和 JNK。上调BMSCs的TSG-6表达，可以显著抑制小胶质细胞的NF-kB和MAPK信号通路活性、抑制小胶质细胞的促炎基因表达、以及抑制骨髓源DC的成熟与功能；BMSCs也可通过释放NO而抑制人小胶质细胞活性及其迁移能力。. （2）MEMRI所涉及到的细胞分子水平的脑功能重建评估具有重要学术应用价值，已有初步数据显示了总体研究思路的前沿性和可靠性。但目前为止，由于现有MRI可视化分辨率尚难达到理想分子水平，暂无法以无毒浓度的MEMRI技术追踪到“代表移植干细胞与宿主神经细胞整合金指标的突触功能活动”，期待后续有更高规格的MRI投放使用。. （3）“医学影像分析软件 MRIView”的前期研发，可常规用于医学研究的结构显示、医学图像分析（包括读取图像、以灰度或不同彩色映射模式显示医学图像，线密度显示、ROI区域定义、直方图显示及参数统计等功能），并获授权相关国家发明专利，为未来深化MRI可视化分辨技术提供了更坚实的工作基础。