CNTF基因修饰的脐带间充质干细胞保护光损伤视网膜变性的实验研究

Retinal degeneration is characterized by progressive loss of photoreceptors and retinal pigment epithelial (RPE) cells. Retinal degeneration is a leading cause of blindness, but it still lacks effective treatment. Mesenchymal stem cells (MSCs) can trans-differentiate into neural cells, and possess paracrine function to some extent, so MSCs hold out much hope for treating retinal degeneration. Besides, MSCs are easily to accept exogenous gene, thus MSCs become the important cellular vehicles for gene therapy. In this study, we will transfer ciliary neurotrophic factor (CNTF) gene into umbilical cord mesenchymal stem cells (UCMSCs) through the lentiviral transfection. We will construct CNTF-expressing UCMSCs in order to enhance their neuro-protective effect. We will investigate the biological properties of CNTF-UCMSCs and their multi-lineage differentiation potential. We will observe in vitro protective effect of CNTF-UCMSCs on light-injured photoreceptors and RPE cells through non-contact co-culture experiment. Finally, we will prepare an animal model of light-induced retinal degeneration, then transplant CNTF-UCMSCs into sub-retinal space, and investigate the structural and functional influence on light-injured retina.

视网膜变性是以感光细胞和RPE细胞进行性萎缩死亡为特征的严重致盲性眼病，目前临床上缺乏有效的治疗方法。间充质干细胞可以跨胚层分化为神经样细胞，并且具有一定的旁分泌功能，为视网膜变性的治疗带来希望。由于间充质干细胞具有易于接受外源基因的特点，使其成为基因治疗的重要载体细胞。本研究将通过慢病毒介导，将睫状神经营养因子(CNTF)基因导入脐带间充质干细胞(UCMSCs)，构建稳定表达CNTF的UCMSCs，试图增强UCMSCs的神经保护作用。本研究将观察CNTF基因修饰UCMSCs (CNTF-UCMSCs) 的生物学特性和多向分化潜能。通过体外非接触共培养试验，观察CNTF-UCMSCs对光损伤感光细胞和RPE细胞的保护作用。最后，制备光损伤视网膜变性的动物模型，观察视网膜下腔移植CNTF-UCMSCs，对视网膜结构和功能的影响。

视网膜变性是以感光细胞与视网膜色素上皮细胞进行性死亡为特征的严重致盲性眼病，目前缺乏有效的治疗方法。本课题关注脐带间充质干细胞（UCMSCs）的旁分泌功能及其对于光损伤视网膜细胞的保护作用，同时本课题关注光损伤致视网膜变性的机制研究。本课题组采用两种细胞非接触共培养模式，观察UCMSCs对光损伤RPE细胞的保护作用。研究证实，脐带间充质干细胞具有分泌低浓度神经营养因子的功能，可以一定程度改善光损伤RPE细胞的增生能力和吞噬功能。本课题组通过慢病毒转染的方式，首次构建睫状神经营养因子（CNTF）基因修饰的UCMSC稳定细胞株，明确其可以高水平表达分泌型CNTF。研究初步表明，CNTF-UCMSCs可通过分泌CNTF产生神经营养作用，保护氧化损伤的RPE细胞，减少细胞内凋亡相关分子（Caspase3）的表达量。本课题组采用蓝光照射方法，制备光损伤致视网膜变性的大鼠动物模型。Tunel染色证实光损伤会导致视网膜感光细胞凋亡，并且研究证实氧化损伤是光损伤致感光细胞凋亡的重要原因。进一步研究发现Lipocalin 2蛋白与视网膜光损伤引发的氧化损伤密切相关。