人脐带沃顿胶和间充质干细胞对大鼠脊髓损伤的修复研究

脊髓损伤(SCI)一直缺乏理想治疗。间充质干细胞和组织工程材料修复SCI具有一定优势，但细胞数量和材料结构与性状受诸多因素限制，难以修复机体微环境损伤。最近发现人脐带沃顿胶(WJ)及其间充质干细胞（WJCs）增殖和修复损伤能力显著，本课题应用WJ组织复合WJCs进行SCI的修复研究与机制探讨。(1)体外研究：为探讨WJ组织及WJCs修复SCI的机制，将其与大鼠脊髓来源的神经干细胞(NSCs)共培养，检测NSCs增殖能力、结构与基因等变化。(2)体内研究：制备WJ组织贴膜，将Fe3O4纳米颗粒标记WJ组织贴膜和WJCs；制作大鼠脊髓损伤模型并分组，将标记的WJ组织和WJCs移植于损伤灶局部，检测大鼠运动功能、核磁共振活体示踪、观察移植物和宿主细胞、组织形态改变以及致瘤性检测。探索WJ组织块和干细胞复合体修复脊髓损伤的效果、学术理念和机制，为研发新型用于修复微环境的细胞和组织工程材料提供依据。

脊髓损伤(SCI)治疗一直是临床中治疗难点，研究发现间充质干细胞和组织工程材料修复SCI具有一定优势，但细胞数量和材料结构与性状受诸多因素限制，难以修复机体微环境损伤。最近发现人脐带沃顿胶(WJ)及其间充质干细胞（WJCs）增殖和修复损伤能力显著。本课题采用体外分离WJ组织，活化后制组织贴膜，同时将WJ置于培养瓶中培养WJCs，流式细胞仪鉴定细胞分子标志物表达情况；采用自制定量半横断刀制作大鼠脊髓半横断块状缺损模型，与常规眼科手术刀损伤模型比较改进效果；应用WJ组织复合WJCs通过体内外实验来探讨SCI的修复效果与机制。结果显示：（1）WJ组织块周围有大量细胞向外游出，细胞形态多为饱满的长梭形或扁平形的成纤维样细胞，折光度好，核仁明显。流式细胞仪检测第3代WJCs高表达CD29；低表达CD44、 HLA-ABC；不表达CD34、CD45和HLA-DR。经吸管吹打下来的WJ组织块为激活WJ组织。（2）采用制作改良方法制作脊髓损伤模型组与常规眼科手术刀组相比死亡率明显降低。组织学观察改良法健侧未见神经元不可逆损伤，部分空泡样改变。（3）SCI术后激活WJ组织移植组28天BBB评分优于WJCs移植组；HE染色结果显示激活WJ组织移植组损伤区大量细胞填充并与脊髓组织融合，融合程度较WJCs移植组高；免疫组化显示激活WJ组织移植组MAB1281阳性细胞平均光密度值比WJCs组高；电镜观察结果显示激活WJ组织移植能够刺激损伤区雪旺氏细胞大量增殖，参与修复损伤脊髓；WJCs移植对损伤脊髓修复，但未见雪旺氏细胞大量增殖；Western Blot显示激活WJ组织移植组损伤区GFAP、BDNF、NSE蛋白表达较WJCs组高；RT-PCR检测表明激活WJ组织移植组损伤区GFAP、BDNF、NSE、IL-10 mRNA表达量较WJCs移植组高，且TNF-αmRNA表达量较WJCs移植组低。综上所述激活WJ组织作为集组织支架微环境和WJCs于一体的复合型移植物比单纯移植WJCs在治疗SCI的效果更好，同时激活WJ组织通过分泌大量细胞因子促进了SCI损伤区雪旺氏细胞的增殖、维持了胶质细胞的神经保护作用以及促进了神经元的再生。