小胶质细胞在骨髓间充质干细胞治疗缺血性脑卒中不同时期内的作用及其机制研究

Bone marrow derived mesenchymal stem cell (BM-MSC) transplantation has been proven to be effective in the treatment of ischemic stroke, yet the mechanism is still unclear. It is indicated recently that immune mechamism contributes greatly to the recovery of brain injury. Microglia are main effector cells in central nerve system (CNS) and play an important role in immunoregulation in CNS diseases. It has been demonstrated that microgila can be activated by BM-MSCs transplantation in acute ischemic stroke and some other CNS diseases treatment and exert functions more than conventional immune effects, which is called "alternative activation". However, further research is necessary for learning microglia action in chronic ischemic stroke and the differences between acute and chronic stages of ischemia after BM-MSCs transplantation. This research focuses on the questions stated above including (1) observing the effect of the "alternative activation" of BM-MSC on microglia in vitro at cellular level; (2) exploring effects and possible mechanism of microglia in ischemic stroke after BM-MSC transplantation in acute and chronic stages; (3)selecting the optimal time window of BM-MSC transplantation through comparing the effect of BM-MSC transplantation between the stage of acute ischemic stroke and chronic ischemic stroke.

骨髓间充质干细胞（BM-MSCs）移植治疗缺血性脑卒中的作用机制未完全阐明。免疫机制在脑损伤修复中发挥重要作用，其主要免疫过程为小胶质细胞参与调控神经系统的免疫炎症过程。BM-MSCs移植能够通过激活小胶质细胞促进包括急性期缺血性脑卒中在内的多种神经系统疾病的恢复。然而，BM-MSCs移植治疗缺血性脑卒中恢复期的免疫机制以及急性期的作用尚未见报道。本项目将系统探讨小胶质细胞介导的免疫机制在BM-MSCs移植治疗缺血性脑卒中急性期的作用及机理，内容包括：（1）细胞水平观察BM-MSCs对小胶质细胞的激活作用；（2）探究小胶质细胞在BM-MSCs移植缺血性脑卒中急性期的作用及治疗机制。

脑卒中导致的中枢神经系统的损伤严重威胁着人类的健康，具有高死亡率、高致残率且治疗效果不佳的特点。骨髓间充质干细胞（BM-MSCs）移植治疗缺血性脑卒中近几年收到了一定的临床效果，但其作用机制未完全阐明。免疫机制在脑损伤修复中发挥重要作用，其主要免疫过程为小胶质细胞参与调控神经系统的免疫炎症过程。本项目将系统探讨小胶质细胞介导的免疫机制在BM-MSCs移植治疗缺血性脑卒中急性期的作用及机理。我们通过脂多糖（LPS）刺激（48小时）小胶质细胞模拟炎性微环境，再通过间充质干细胞与之共同培养，实验分组，观察各项实验指标，得到以下实验结果：1、LPS刺激模拟炎性微环境，使BV-2表达、分泌NO、TNF-α、IL-1β增加；2、BM-MSCs使炎性环境下的BV-2表达、分泌NO、TNF-α、IL-1β减少，表达、分泌IGF-1、BDNF增加； 3、BM-MSCs可以促进炎性环境下的BV-2 转录、表达ARG-1增加，而使其表型发生变化；LPS促使BV-2转录MMP-9的mRNA明显增高，而MSCs可以使其mRNA转录水平降低；4、透射电镜显示LPS可以使BV-2细胞超微结构向炎性损伤的方向发生变化，而BM-MSCs可以使LPS激活的BV-2细胞的超微结构向损伤修复的方向发生变化。得到以下结论：LPS与MSCs对BV-2细胞的活性无明显影响，LPS刺激可以模拟在体外情况下的炎性微环境，使BV-2表现炎性特征；MSCs与BV-2共培养可以降低炎性环境下BV-2的炎性特征，增加其神经保护性作用，促使其表型向保护方向转化。我们还进行了体内动物实验，观察到脑组织损伤区域小胶质细胞明显聚集，但未检测到相关炎性因子与神经保护因子的变化差异。