脊髓损伤后不同时期移植人脐带间充质干细胞的实验研究

【摘要】：【目的】 观察大鼠脊髓损伤后不同时期局部移植人脐带间充质干细胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells, hUCMSCs)修复脊髓损伤的效果,探讨hUCMSCs局部移植治疗脊髓损伤(spianl cord injury SCI)的最佳移植时机。 【方法】 雌性Wistar大鼠80只,随机分为A、B、C、D组,每组20只,以Impactor Model-Ⅱ打击器制备脊髓胸10(T10)损伤模型。A组为单纯损伤组、B组损伤后3d移植hUCMSCs、C组损伤后1w移植hUCMSCs、D组损伤后3w移植hUCMSCs,分别于造模后24h、移植前1d及移植后8w(A组与D组损伤后相应时间点相同)每周对各组大鼠后肢功能进行行为学评分(BBB评分)；移植后8w免疫组化染色观察移植细胞的存活、分化和血管再生情况,10w时用生物素葡聚糖胺(biotin dextran amine, BDA)示踪皮质脊髓束(corticospinal tract, CST)观察轴突的再生情况。 【结果】 SCI后24h各组间大鼠BBB评分无显著性差异(P0.05),损伤后3w移植hUCMSCs组在移植前和移植后1w与单纯损伤组相应时间点的BBB评分无显著性差异(P0.05),移植后2w起各时间点评分均明显高于单纯损伤组相应时间点,差异有统计学意义(P0.05)：单纯损伤组在SCI后9w是到达平台期,与实验结束时相比差异无统计学意义(P0.05)。移植各组移植后BBB评分逐渐上升,后一个时间点与同组前一时间点比较差异有显著性意义(P0.05),移植后6w开始损伤后1w移植hUCMSCs组的BBB评分明显高于损伤后3d移植hUCMSCs组和损伤后3w移植hUCMSCs组(P0.05)。免疫组化染色观察到单纯损伤组脊髓中未见Brdu阳性细胞,损伤区血管形态欠完整,未见新生血管；损伤周围星形胶质细胞大量增生,细胞肥大、突起增多、排列不规则,形成胶质瘢痕；未见BDA标记的皮质脊髓束通过损伤区。损伤后3d移植hUCMSCs组、损伤后1w移植hUCMSCs组和损伤后3w移植hUCMSCs组脊髓中均有Brdu阳性标记的细胞存活,损伤后1w移植hUCMSCs组和损伤后3w移植hUCMSCs组中细胞数量明显多于损伤后3d移植hUCMSCs组,但三组中均未见到移植细胞向神经元或神经胶质样细胞分化；损伤后3d移植hUCMSCs组和损伤后3w移植hUCMSCs组损伤周围的星形胶质细胞较单纯损伤组减少,但排列仍欠规则；损伤后1w移植hUCMSCs组损伤周围星形胶质细胞形态趋于正常,排列规则,且有大量星形胶质细胞通过损伤区,血管再生数目及通过损伤区的皮质脊髓束神经纤维也明显对于损伤后3d移植hUCMSCs组和损伤后3w移植hUCMSCs组。 【结论】 SCI后1w局部移植的hUCMSCs不仅能长期存活,还能明显抑制胶质瘢痕形成,改善局部微循环,从而促进轴突再生,改善实验大鼠后肢运动功能。提示与3d和3w相比,SCI后1w是hUCMSCs局部移植治疗SCI的更好的时间选择。