基于fractalkine/CX3CR1途径的BMSCs向脑缺血损伤区定向迁移的分子机制

研究表明移植骨髓间充质干细胞(BMSCs)能向颅内外伤、卒中和变性等病灶趋化迁移，进而促进神经结构和功能恢复，但其向脑损伤区定向迁移的具体机制不清，制约了临床应用前景。在课题组前期工作发现fractalkine（FKN）及其受体CX3CR1参与移植BMSCs向缺血脑组织定向迁移的基础上，我们提出如下假设：FKN/CX3CR1通过JAK2/STAT5-ICAM-1/FAK信号通路，调节了BMSCs骨架重组和细胞外基质表达进而介导定向迁移。拟采用内/外源性FKN激动和CX3CR1阻断的方法观察BMSCs趋化与上述信号分子，以及下游效应分子如骨架蛋白和基质蛋白活化的相互关系。进而通过分子示踪和组织病理技术在体验证CX3CR1、JAK和STAT等靶点在BMSCs定向迁移中的调节作用，以期初步揭示FKN/CX3CR1途径下BMSCs向损伤区域定向迁移的分子机制，为细胞移植治疗脑损伤提供实验依据。

骨髓间充质干细胞(BMSCs)移植促进神经系统结构功能恢复的必要条件在于其具有向颅内创伤、缺血和变性等病灶趋化迁移的能力，损伤部位募集的移植细胞可通过分泌细胞因子和神经营养因子、激活病灶区细胞的自我修复、取代已死亡细胞等途径促进修复。但其向脑损伤区定向迁移的具体机制并不清楚。本项目组在前期工作的基础上深入探讨FKN/CX3CR1参与诱导移植BMSCs向缺血脑组织定向迁移的分子机制，藉此深入了解干细胞移植参与损伤脑组织修复的相关靶点和机理。提出假设如下：FKN/CX3CR1通过JAK/STAT-ICAM-1/FAK信号通路，调节了BMSCs骨架重组和细胞外基质表达进而介导定向迁移。. 该项目得到国家自然基金委员会的资助并于2011年在第三军医大学正式立项。在具体实施过程中，首先观察了FKN配体体外激动模型和CX3CR1受体阻断模型下BMSCs在transwell模型中的迁移特点。继而利用Realtime PCR和免疫印迹法分析了JAK、STAT、FAK、Paxillion等下游分子的表达变化，进一步通过腺病毒过表达和RNAi的手段验证了JAK和STAT亚型在BMSCs定向迁移中的作用。最后，建立大鼠中动脉栓塞模型，通过小动物活体荧光示踪和病理组织切片的方法证实了FKN/CX3CR调控BMSCs向脑缺血损伤区的趋化和迁移的初步机制。. 综上，本项目取得了如下两方面的重要结果：. 1. FKN及其受体CX3CR1参与了BMSCs向脑缺血损伤区的趋化和迁移。. 2. JAK2/pSTAT5-pFAK/ICAM-1是FKN/ CX3CR1介导BMSCs向脑缺血损伤区迁移的可能机制。. 本课题相关研究成果目前已发表SCI论著1篇，国内核心源期刊1篇，另有SCI论著1篇处于撰写阶段。