病毒转染骨髓基质干细胞在不同移植点对颅脑损伤的保护

中国组织工程研究第20卷第36期2016–09–02出版ChineseJournalofTissueEngineeringResearchSeptember2,2016Vol.20,No.36P.O.Box10002,Shenyang110180·研究原著·刘红林，男，1972年生，江苏省丰县人，汉族，2007年郑州大学毕业，硕士，副主任医师，主要从事显微神经外科方面的研究。中图分类号:R394.2文献标识码:B文章编号:2095-4344(2016)36-05378-07稿件接受：2016-07-07病毒转染骨髓基质干细胞在不同移植点对颅脑损伤的保护刘红林，刘志军，陈小兵，胡文忠，丁丙谦(河南大学淮河医院神经外科，河南省开封市475000)引用本文：刘红林，刘志军，陈小兵，胡文忠，丁丙谦.病毒转染骨髓基质干细胞在不同移植点对颅脑损伤的保护[J].中国组织工程研究，2016，20(36):5378-5384.DOI:10.3969/j.issn.2095-4344.2016.36.009ORCID:0000-0003-4229-7570(刘红林)文章快速阅读：文题释义：病毒转染：是指将外源病毒导入真核细胞的技术，用病毒将带有目的基因的载体整合到细胞的基因组中，以达到长期稳定表达目的基因的目的。随着分子生物学和细胞生物学研究的不断发展，转染已经成为研究和控制真核细胞基因功能的常规工具。神经生长因子：是神经营养因子中最早被发现，目前研究最为透彻的，具有神经元营养和促突起生长双重生物学功能的一种神经细胞生长调节因子，它对中枢及周围神经元的发育、分化、生长、再生和功能特性的表达均具有重要的调控作用。神经生长因子包含α、β、γ3个亚单位，活性区是β亚单位，由两个118个氨基酸组成的单链通过非共价键结合而成的二聚体，与人体神经生长因子的结构具有高度同源性，生物效应也无明显的种间特异性。摘要背景：骨髓基质干细胞可分化为神经细胞，能促进神经组织修复，但具体机制还未完全阐明。目的：探讨β神经生长因子重组腺病毒转染骨髓基质干细胞移植对颅脑损伤的保护作用机制。方法：①利用β神经生长因子重组腺病毒载体系统转染体外培养的大鼠骨髓基质干细胞，然后用β-巯基乙醇对骨髓基质干细胞进行定向诱导分化；②选取210只SD大鼠，随机分为5组：诱导转染骨髓基质干细胞组、诱导未转染骨髓基质干细胞组、诱导剂+培养基组、颅脑损伤组、假手术组，每组42只。制备颅脑损伤模型，按照不同时间点(12，24，36，48，72h)进行相应的移植物治疗，分别于移植当天，移植1，2，3，4周采用NSS评分法进行神经功能评分；③选取75只SD大鼠，同上随机分为5组，每组15只。颅脑损伤模型制备24h后进行相应的移植物治疗。移植当天，移植1，2，3，4周对各组动物进行NSS评分。移植当天，移植2，4周，分别处死各组5只动物，获得脑组织标本，检测超氧化物歧化酶、丙二醛水平。结果与结论：①在48h内移植，移植后1，2周诱导转染骨髓基质干细胞组的NSS评分均显著低于诱导未转染骨髓基质干细胞移植组和颅脑损伤组(P0.05)；各移植时间点，移植后3，4周，诱导转染骨髓基质干细胞移植组的NSS评分均显著低于诱导未转染骨髓基质干细胞移植组和颅脑损伤组(P0.05)；②在大鼠损伤后24h移植，移植第1周诱导转染骨髓基质干细胞组NSS评分显著低于颅脑损伤组(P0.05)，移植第2，3，4周诱导转染骨髓基质干细胞移植组与诱导未转染骨髓基质干细胞移植组NSS评分均显著低于颅脑损伤组(P0.05)；③移植后2周，诱导转染骨髓基质干细胞移植组的超氧化物歧化酶水平均显著高于诱导剂+培养基移植组和颅脑损伤组(P0.05)，丙二醛水平显著低于上述两组(P0.05)；④结果表明，β神经生长因子重组腺病毒转染骨髓基质干细胞在不同时间点移植治疗颅脑损伤大鼠，可以发挥出一定的神经保护作用。病毒转染骨髓基质干细胞移植治疗颅脑损伤模型大鼠β神经生长因子重组腺病毒感染骨髓基质干细胞体外环境下，将骨髓基质干细胞诱导分化为神经元样细胞病毒转染骨髓基质干细胞可以有效下调丙二醛水平，上调超氧化物歧化酶水平，从而发挥出一定的神经保护作用注射到颅脑损伤大鼠硬膜下刘红林，等.病毒转染骨髓基质干细胞在不同移植点对颅脑损伤的保护ISSN2095-4344CN21-1581/RCODEN:ZLKHAH5379关键词：干细胞；移植；颅脑损伤；骨髓基质干细胞；病毒转染；大鼠主题词：骨髓；干细胞移植；颅脑损伤；转染；组织工程Transplantingvirus-transfectedbonemarrowstromalstemcellsatdifferenttimeagainstbraininjuryLiuHong-lin,LiuZhi-jun,ChenXiao-bing,HuWen-zhong,DingBing-qian(DepartmentofNeurosurgery,HuaiheHospitalofHenanUniversity,Kaifeng475000,HenanProvince,China)AbstractBACKGROUND:Bonemarrowstromalcellscandifferentiateintonervecellstopromotenervetissuerepair,buttheexactmechanismhasnotbeenfullyelucidated.OBJECTIVE:Toexploretheinfluenceofadenovirus-mediatedβnervegrowthfactortransfectiononbonemarrowstromalstemcelltransplantationfightingagainstbraininjuryinrats.METHODS:(1)Ratbonemarrowstromalstemcellswereculturedinvitro,transfectedwiththeadenovirus-mediatedβnervegrowthfactoranddirectionallyinducedusingβ-mercaptoethanol.(2)Atotalof210Sprague-Dawleyratswererandomizedintoinduction+tranfectiongroup,induction+non-transfectiongroup,induction+mediumgroup,modelgroup,andshamgroup(n=42pergroup).Ratskullinjurymodelsweremade,andgivencorrespondingtreatmentsatdifferenttimepoints(12,24,36,48,72hours).Neurologicalfunctionofratswasevaluatedbasedonneurologicalseverityscoresonthedaythattheratsweregiventransplantation,and1,2,3,4weeksaftertransplantation.(3)Another75Sprague-Dawleyratswerealsodividedintofivegroups(n=15pergroup)asabove,followedbymodelestablishmentandcorrespondingtreatmentsat24hoursaftermodeling.Neurologicalseverityscoreswererecordedatthesameday,1,2,3,4weeksaftertransplantation.Fiveratsfromeachgroupweresacrificedtodetectlevelsofmalondialdehydeandsuperoxidedismutaseintheratbrainatthesameday,2and4weeksaftertransplantation,respectively.RESULTSANDCONCLUSION:Ifthecellsweretransplantedwithin48hoursaftermodeling,theneurologicalseverityscoresintheinduction+transfectiongroupdecreasedsignificantlycomparedwiththeinduction+non-transfectiongroupandmodelgroupat1and2weeksaftertransplantation(P0.05).Ifthecellsweretransplantedatdifferenttime,theneurologicalseverityscoresintheinduction+transfectiongroupweredecreasedsignificantlycomparedwiththeinduction+non-transfectiongroupandmodelgroupat3and4weeksaftertransplantation(P0.05).Ifthecellsweretransplantedwithin24hoursaftermodeling,theneurologicalseverityscoresintheinduction+transfectiongroupdecreasedsignificantlycomparedwiththemodelgroupat1weekaftertransplantation(P0.05),andtheneurologicalseverityscoresintheinduction+transfectiongroupandinduction+non-transfectiongroupbothweresignificantlylowerthanthoseinthemodelgroup(P0.05).Twoweeksaftercelltransplantation,thelevelofsuperoxidedismutasewassignificantlyhigherintheinduction+transfectiongroupthantheinduction+mediumgroupandmodelgroup(P0.05),butthelevelofmalondialdehydewassignificantlylower(P0.05).Allthesefindingsindicatethatadenovirus-mediatedβnervegrowthfactortransferplaysacertainneuroprotectiveroleinbonemarrowstromalstemcelltransplantationforbraininjuryinrats.Subjectheadings:BoneMarrow;StemCellTransplantation;CraniocerebralTrauma;Transfection;TissueEngineeringCitethisarticle:LiuHL,LiuZJ,ChenXB,HuWZ,DingBQ.Transplantingvirus-transfectedb