微环境对鼠脊髓内移植神经干细胞分化、迁徙和归巢的影响

It has been well-known that the microenvironment is the key factor for self-refreshing , differentiation, migration and homing of stem cells. E-cadherin is one of the vital factors in the microenvironment , playing an important role in adhering and migration of multiple types of cell. It has been discovered that E-cadherin regulates self-refreshing and differentiation of stem cell. However , little is known about the effect of the E-cadherin on the neural stem cell. Our study's purpose is to describe the effect of the E-cadherin on the self-refreshing ,differentiation and migration of the neural stem cells after intraspinal implanting and the mechanism of transmitting signs probably by overexpression of the E-cadherin and knockdown the gene in the neural stem cells. In the model of acute spinal cord injury, the gene-modeled (overexpression and knockout the E-cadherin)neural stem cells would be transplanted. We would research the recovering of the spinal function with the observing the migration and homing of the neural stem cells in the spinal cord by the in vivo imaging of SPIO-MRI. It would be the basis of the study of the E-cadherin in the therapy of the neural stem cells transplantation.

微环境是影响干细胞自我更新，分化，迁移和归巢的关键因素。E-cadherin在多种类型细胞的粘附、迁移和归巢中扮演重要角色。近年来研究发现，E-cadherin具有调节干细胞的自我更新和分化等功能。但是，E-cadherin对神经干细胞的作用尚不明朗。我们前期的研究发现：神经干细胞在微环境改变的情况下分泌的粘附分子发生改变。本研究通过过表达和Knockdown神经干细胞中粘附分子E-cadherin，研究E-cadherin对脊髓内移植神经干细胞的自我更新、分化、迁移和归巢特性的影响，以及可能的E- cadherin/β-catenin信号传导机制。采用急性脊髓损伤模型，移植基因修饰的神经干细胞，通过SPIO-MRI活体成像技术，观察移植的神经干细胞在脊髓内的迁移和归巢，以及对脊髓损伤功能的修复作用，为深入研究E-cadherin在神经干细胞移植治疗SCI的作用奠定基础。

微环境是影响干细胞自我更新，分化，迁移和归巢的关键因素，E-cadherin做为微环境的重要组成部分对神经干细胞的生物学行为有重要影响。本研究成功提取胎鼠神经干细胞，并进行传代、诱导分化，免疫荧光检测nestein、GFAP、tuj1表达，qPCR检测干细胞传代不同时期E-cadherin的表达变化。我们成功构建了 E-cadherin RNAi 和过表达慢病毒载体，包装后慢病毒滴度较高，且能准确、高效、稳定的高表达或抑制 E-cadherin 基因表达。分别设计MTT、 transwell实验检测E-cadherin对神经干细胞增殖、迁移能力的影响，通过荧光双标检测神经干细胞在脊髓损伤组织局部的存活、分化和归巢。RNA 干扰慢病毒转染神经干细胞后，能够促进干细胞分化并且提高干细胞的迁移能力；过表达慢病毒转染后增强了细胞的增殖能力。为进一步验证细胞实验的结果，在动物实验部分，我们制作了大鼠脊髓损伤模型，并将病毒感染后的细胞进行局部注射，2周后免疫荧光双标检测NeuN、nestein、GFAP的表达，qPCR检测各组间炎症因子的表达，证实了感染E-cadherin慢病毒的神经干细胞在损伤处迁移较多，神经干细胞移植后也明显减轻了脊髓损伤后局部炎症反应，神经功能评分（BBB评分）也显示实验组运动功能出现明显改善。对脊髓损伤大鼠进行神经干细胞移植后的活体追踪的SPIO-MRI成像实验仍在进行中。E-cadherin作为干细胞微环境中不可或缺的一部分， 对干细胞的生物学特性具有重要的调控作用，条件性的影响 E-cadherin 的表达造成微环境的改变，对神经干细胞的生物学行为产生了重要影响，对损伤处神经干细胞迁移的增加、减轻缺血缺氧炎症反应起到了重要的神经保护作用，为进一步基因修饰干细胞移植修复脊髓损伤、调控、改善局部微环境，促进神经分化、轴突再生奠定了基础。