Oct-6基因修饰雪旺细胞移植联合NGF纳米缓释微粒对大鼠马尾神经综合征功能修复的作用

Cauda equina syndrome (CES) is a severe complication of lumbar spinal disorders and also a serious neurologic condition in which there is acute loss of function of the lumbar plexus. Currently, there is no effective treatment for CES in clinic. Damage of the nerve roots of the cauda equina is often accompanied by demyelination, which in turn might accelerate the axonal degeneration. This raises the possibility of promoting remyelination as a therapeutic approach for CES. Oct-6 and never growth factor (NGF) play critical roles in schwann cell (SC) differentiation and myelination. In this study, we will firstly investigate the possible synergitic effect of Oct-6 and NGF to promote SC myelination in a SC-dorsal root ganglion (DRG) cell co-culture system. And by using an experimental spinal stenosis to mimic CES, we attempted to explore the effects of Oct-6 gene modified schwann cell transplantation combined with intrathecal nano-release of NGF on the recovery of sensory function of CES. We will examine the remyelination of cauda equina and the survival of DRG by means of western blot, immunohistochemistry, LFB staining and electromicroscopy. Behavioral test such as von Frey hairs test will be introduced to examine the final functional recovery. This study may shed light on a novel strategy for clinic treatment of CES.

马尾神经综合征是由各种原因导致马尾神经损伤而出现的以鞍区感觉障碍、括约肌功能障碍和疼痛等为主要表现的常见疾病，至今仍缺乏有效的临床治疗。在我们先前的研究中发现：马尾神经损伤往往伴有神经根脱髓鞘的病理改变，而脱髓鞘会加速神经轴突的退行性变。Oct-6是调控雪旺细胞（SC）的分化和髓鞘化的一个关键的细胞内转录因子，NGF则是具有相同作用的细胞外可分泌因子。本课题拟运用体外SC-背根神经节细胞共培养模型，观察Oct-6过表达联合给予NGF对SC成髓鞘的促进作用，进而在实验性大鼠马尾神经压迫模型上，进行移植Oct-6基因修饰的SC联合NFG鞘内缓释给药，运用免疫组化，免疫印迹，LFB染色和电镜观察等方法，观察其是否对马尾神经的再髓鞘化及相应DRG神经元的存活具有促进作用，同时利用行为学方法观察其对神经功能是否有改善作用，为马尾神经综合征的临床治疗提供新的分子靶点。

项目背景：马尾神经综合征是由各种原因导致马尾神经损伤而出现的以鞍区感觉障碍、括约肌功能障碍和疼痛等为主要表现的常见疾病，至今仍缺乏有效的临床治疗。在我们先前的研究中发现:马尾神经损伤往 往伴有神经根脱髓鞘的病理改变，而脱髓鞘会加速神经轴突的退行性变。本课题拟运用体外 SC-背根神经节细胞共培养模型，观察 Oct-6过表达联合给予NGF对SC成髓鞘的促进作用，进而在实验性大鼠马尾神经压迫模型上，进行移植Oct-6基因修饰的SC联合NFG鞘内缓释给药，运用免疫组化，免疫印迹，LFB 染色和电镜观察等方法，观察其是否对马尾神经的再髓鞘化及相应 DRG神经元的存活具有促进作用，同时利用行为学方法观察其对神经功能是否有改善作用，为马尾神经综合征的临床治疗提供新的分子靶点。.原课题设计主要研究内容: Oct-6过表达联合NGF促进雪旺细胞成髓鞘作用的体外证实;马尾神经综合征动物实验模型的建立。NGF缓释纳米微粒的制备;第四部分: Oct-6基因修饰的SC细胞鞘内移植联合NGF纳米粒对CES治疗作用的观察。.在课题实施中，完成了：1、大鼠马尾神经压迫损伤模型的建立；2、大鼠OCT-6慢病毒过表达载体构建及病毒包装；3、鞘内注射Oct-6过表达慢病毒载体治疗马尾神经损伤。4、组蛋白去乙酰化酶抑制剂（HDACi）对大鼠马尾神经损伤保护作用的研究；5、利用RNA-Seq技术分析大鼠马尾神经损伤后的基因表达改变。.重要结果: 1、改进的马尾神经压迫动物实验模型设计合理、稳定性高、易于操作、复制性强。能真实有效的模拟腰椎管狭窄造成的马尾神经损伤的病理过程。2、通过慢病毒转染的方法，髓鞘内注射Oct-6过表达慢病毒可以有效的促进大鼠马尾神经损伤的修复。3、HDACi对治疗大鼠马尾神经压迫损伤模型起到一定的保护作用。丙戊酸（VPA）的注入明显改善马尾神经损伤大鼠的预后功能.此外，我们还利用RNA-Seq技术分析大鼠马尾神经损伤后的基因表达改变，发现了四条高度相关的信号通路，为在人类马尾神经损伤综合征的治疗中开拓新的研究方向。.基金支持发表SCI论文4篇，相关研究成果参与《腰骶及神经发育性疾病的诊断与治疗》成果，并获得2016年中国医药教育协会科技创新一等奖。