SOX2与Lmx1a在体重编程星形胶质细胞为多巴胺能神经元对小鼠帕金森病模型治疗作用的实验研究

Parkinson's disease is resulted from the progressive degeneration and from the loss of dopaminergic neurons in Substantia Nigra. The usual treatment of the disease have limited efficacy. Although cell reprogramming has made inch-by-inch progress, fewer cells survived after reprogramming and poorly integrated with the host cell. In vivo direct reprogramming provides a new idea for the treatment of Parkinson's disease. Studies show that SOX2 could promote astrocytes in the brain to transdifferentionate into neuroblasts. Lmx1a could significantly promote embryonic stem cells to efficiently differentiate into dopaminergic neurons. This project is intended to take the reactively hyperplastic astrocytes existed in midbrain as cell source in MPTP mouse model, and in vivo transfect SOX2 and Lmx1a to corpus striatum regions, to make astrocytes in vivo transdifferentiate into dopaminergic neurons, prompting to make the in vivo transdifferentiated neurons contact with the in situ neurons. Through these studies, we could analyze the recovery of mice after transdifferentiation to provide new experimental reference for the treatment of Parkinson's disease.

帕金森病是中老年人常见的神经系统退行性疾病，直接原因是黑质纹状体多巴胺能神经元的变性缺失。帕金森病常规治疗疗效有限，近年来兴起的细胞疗法虽然取得一定进步，但移植后细胞存活量少，与宿主细胞整合差。在体直接重编程技术为帕金森病的治疗提供了一个新思路，帕金森病导致中脑纹状体区反应性增生大量星形胶质细胞，研究表明，SOX2可使激活的星形胶质细胞在体直接重编程为神经母细胞，同时Lmx1a可明显增加神经母细胞向多巴胺能神经元的分化比例。本课题拟以小鼠MPTP模型为帕金森病动物模型，以中脑反应性增生的星形胶质细胞为细胞来源，通过在体转染SOX2得到神经母细胞，然后再次转染Lmx1a使神经母细胞分化为有功能的多巴胺能神经元，以期与周围本体神经元发生正常的突触联系，重建神经网络，减轻症状，并通过行为学等检测手段，分析在体重编程后PD小鼠的恢复情况，为帕金森病的治疗提供新的理论依据和实验参考。

帕金森病(PD)，是一种常见于中老年人的中枢神经系统变性疾病，其发病率随年龄的增加而提高。PD主要病变是黑质致密部多巴胺能神经元变性、缺失，同时伴有不同程度的星形胶质细胞增生。.PD常用的治疗手段有药物治疗，外科手术治疗等，然而并未从根本上解决神经元变性坏死的问题，本项目以PD发生后反应性增生的星形胶质细胞作为细胞来源，采用在体直接重编程技术，以病灶部位激活的星形胶质细胞为细胞来源，利用在体导入SOX2，原位转分化为SOX2-iANB，随着SOX2-iANB的自我更新与增殖，无形中扩增了DA能神经元的来源数量，同时在体导入Lmx1a，促使iANB-Lmx1a在周围微环境的作用下诱导产生机体需要的DA能神经元，并检测在体直接重编程后小鼠的功能恢复情况，初步了解在体直接重编程对PD 的治疗作用。.重要结果：体外成功分离培养及扩增小鼠脑内星形胶质细胞，并采用慢病毒载体Ubi-MCS-3FLAG-SV40-EGFP-IRES-puromycin与Ubi-MCS-3FLAG-SV40-Cherry，装载靶基因SOX-2和Lmx1a。用病毒SOX-2-EGFP感染星形胶质细胞后，观察到有部分胶质细胞表达神经母细胞标记物，4周后，在此基础上再次感染Lmx1a-Cherry后有部分细胞阳性表达TH，同时普通神经元标志物b-Tuj也有阳性表达。表明在体外细胞模型中，以星形胶质细胞为来源的重编程技术可行。.科学意义：本项目旨在初步研究利用重编程技术将星形胶质细胞转分化为多巴胺能神经元的可行性，研究成果将有利于推动在体直接转分化的研究，为帕金森病的治疗提供新的实验参考。