NGF/HIF-1转染的BMSC移植对脊髓损伤后轴突再生及微环境作用的研究

脊髓损伤是极其严重的创伤，以高致残率和死亡率而倍受关注。脊髓损伤后，局部微环境的改变是轴突再生障碍的关键原因之一。因此，如何改善损伤局部的微环境成为国内外学者研究的热点问题。针对改善损伤局部微环境的单因素治疗方案很多，但都有其局限性。本项目首次提出以双重基因靶向治疗的方式来改善损伤局部的微环境。首先通过慢病毒载体将神经生长因子（NGF）和缺氧诱导因子1α(HIF-1α)共同导入BMSC中，观察基因修饰后BMSC的生物学功能，然后将双重基因修饰的BMSC与神经元缺氧共培养，以明确双重基因修饰后的BMSC在改善轴突再生微环境中的作用；将基因修饰后的BMSC移植到损伤局部，研究微环境改变后轴突再生的情况，明确双重基因修饰的BMSC在改善脊髓损伤微环境中的作用优势。本项目不仅能够进一步完善关于微环境对轴突再生的影响因素理论，而且为脊髓损伤的治疗提供新的策略。

脊髓损伤是极其严重的创伤，以高致残率和死亡率而倍受关注。脊髓损伤后，局部微环境的改变是轴突再生障碍的关键原因之一。改善损伤局部的微环境成为国内外学者研究的热点问题，针对改善损伤局部微环境的单因素治疗方案的局限性凸显。本项目提出以双重基因靶向治疗的方式来改善损伤局部的微环境，以期为脊髓损伤治疗提供新的策略。本课题通过病毒载体将神经生长因子（NGF）和缺氧诱导因子1α(HIF-1α)共同导入BMSC中，观察基因修饰后BMSC的生物学功能，研究发现两次病毒转染对于BMSC的生存有明显影响，两次病毒转染本身可导致BMSC死亡，空腺病毒和感染重组合腺病毒pAdeno-GFP-HIF1α- NGF的大鼠BMSC均不具有软琼脂中形成集落的能力。空腺病毒转染的大鼠BMSC可成功经过10-25代稳定传代培养，但感染重组合腺病毒pAdeno-GFP-HIF1α- NGF的大鼠BMSC只能成功经过5-8代稳定传代培养。双基因成功转染对于BMSC的传代能力有明显影响。双重基因转染后的BMSC与体外分离培养的新生大鼠大脑皮质神经元正常共培养，培养72小时后无双重基因转染后的BMSC生存。二者于缺氧细胞培养箱中共培养48小时后，用免疫荧光染色了解其生长情况，发现所有细胞状态均不佳，培养72小时后所有细胞全部死亡，研究表明双基因修饰的BMSC与神经元共培养不能改善轴突再生微环境，不能改变损伤后轴突再生的情况。本研究认为双基因修饰后的BMSC虽然可能高表达 NGF和HIF1α，但细胞生存能力明显下降，我们推测：可能在BMSC细胞也存在基因稳态，不是将某一种基因高表达就可以解决问题，BMSC是一种多种分化潜能的细胞，NGF和HIF1α双基因修饰不仅破坏了其多向分化潜能，也导致其适应环境能力明显下降。基因治疗在脊髓损伤方面还有很长的路要走。