转染Wnt/β-catenin基因对脊髓损伤后内源性神经干细胞调控作用研究

The way to mobilize the endogenous neural stem cells (NSCs, precursor cells) to treat spinal cord injury is the research focus at present. The previous results have shown that Wnt/beta-catenin can promote NSCs proliferation to induce differentiation of NSCs into neurons during in vitro cell culture; and promote the proliferation of the precursor cells of central nervous system to be conducive to the differentiation into the neurons at developmental stage and improve the number of the dendritic branching of the developing neurons and accelerate its growth to promote formation of the neural circuit. In the study, the Allen's spinal cord injury model was established and the adenovirus-mediated β-catenin gene was used to transfect the stem cells derived from fetal rat spinal cord to observe its effect on the spinal cord-derived NSCs. The observation methods included BBB score and neuroelectrophysiology for evaluating the function, molecular biology for detecting β-catenin expression in the adult spinal cord and immunofluorescence double labeling technique for observing proliferation and differentiation of the endogenous NSCs. The study will provide basis for regulating proliferation and differentiation of endogenous NSCs following spial cord injury and cater novel way for clinical treatment of spinal cord injury.

如何调动内源性神经干细胞（前体细胞）治疗脊髓损伤是当前研究的热点。本项目基于Wnt/β-catenin对体外培养的神经干细胞的增殖具有促进作用，并诱导其向神经元分化；能促进发育阶段的中枢神经系统前体细胞不断增殖并有利于向神经元分化，提高发育中的神经元树突分支数目及加速其生长，促进神经环路形成的理论基础。将构建好的腺病毒介导的β-catenin基因转染来源于胎鼠脊髓的干细胞，观察其对脊髓源性神经干细胞的作用。选用大鼠Allen's脊髓损伤模型，将腺病毒介导的β-catenin基因转染于损伤脊髓附近。应用BBB评分及神经电生理进行功能评价；采用分子生物学技术检测β-catenin在成体脊髓中的表达；利用免疫荧光双标技术观察内源性神经干细胞的增殖及分化规律。通过本项目的研究，为脊髓损伤后内源性神经干细胞增殖与分化的调控奠定基础，并为研究和临床治疗脊髓损伤提供新的思路。

随着现代诊医学的飞速发展，脊髓损伤（SCI）后生存下的来病人愈来愈多。然而由于损伤后神经的再生问题一直是一个世界性难题。至今无无解决。近年来随着干细胞和细胞移植技术的研究进展，在SCI损伤后的功能恢复方面取得了一定的成果。1992年Reynolds等研究发现，成年哺乳动物大脑内存在一种内源性神经干细胞。生理状况下成年机体内源性NSCs处于‘静止”或“休眠”状态。然而在损伤、病理因素或某些因子的刺激下，这些处于“休眠”状态的NSCs被激活而出现增殖。脑和脊髓在生理情况下没有神经元发生的区域，受到损伤后也出现内源性的NSCs增生。.如何调动内源性神经干细胞（前体细胞）治疗脊髓损伤是当前研究的热点。近年来的研究表明，Wnt 信号通路对多种干细胞具有促进增值和自我更新的作用，NSCs也不例外。Wnt/β-catenin对体外培养和发育过程中的NSCs增殖与分化具有促进和调控作用。并对成年机体来源的NSCs具有促进增值与自我更新的作用。但Wnt/β-catenin是否对成年机体脊髓内的NSCs也具有同样的作用，这是本研究所关注的重点。本项目基于Wnt/β-catenin对体外培养的神经干细胞的增殖具有促进作用，并诱导其向神经元分化；能促进发育阶段的中枢神经系统前体细胞不断增殖并有利于向神经元分化，提高发育中的神经元树突分支数目及加速其生长，促进神经环路形成的理论基础。将构建好的腺病毒介导的β-catenin基因转染来源于胎鼠脊髓的干细胞，研究发现β-catenin基因转染后对脊髓源性神经干细胞有明显的促进增值和分化的作用，并促进神经分化，研究成果发表在2016年《第三军医大学学报》。然后我们选用大鼠Allen's脊髓损伤模型，将腺病毒介导的β-catenin基因转染于损伤脊髓附近。应用BBB评分及神经电生理进行功能评价；发现转染组功能有所改善。采用分子生物学技术检测β-catenin在成体脊髓中的表达显著提高；利用免疫荧光双标技术观察内源性神经干细胞的增殖并与对照组比较，新生神经元数量有所增加，但不是很显著。通过本项目的研究，为脊髓损伤后内源性神经干细胞增殖与分化的调控奠定了基础，并为研究和临床治疗脊髓损伤提供新的思路。在动物研究过程中，我们发现大鼠死亡率很高，前期的研究我们通过对动物的死亡做了研究发现所有死亡动物肺组织显著肿胀、充血、水肿。并对脊髓损伤后肺组织的水肿和出血