骨髓基质干细胞和神经干细胞移植治疗帕金森病大鼠的疗效比较研究

论文摘要

目的:帕金森病（parkinson’s disease,PD）是一种多发于中老年人的慢性神经系统退行性疾病,以中脑黑质多巴胺能神经元变性坏死和纹状体区多巴胺（dopamine,DA）水平减少为主要病理特点[1],其纹状体中的神经递质多巴胺和乙酰胆碱之间的相互拮抗作用失调,而导致的神经系统疾病。临床上以进行性加重的运动缓慢、肌强直、静止性震颤、姿势步态异常等为特征。如今,PD已成为危害老年人健康的位居第二的神经变性性疾病（neurodegenerative disease, ND） [2,3],60岁以上人群中患病率为1000/10万[4],并随年龄增长而增高,严重威胁着老年人的身体健康和生活质量,甚至造成残障[5]。传统的药物治疗包括多巴胺替代治疗、抗胆碱能制剂、单胺氧化酶抑制剂、金刚烷胺及多巴胺受体激动剂等,这些药物只能暂时减轻或缓解症状,而不能阻止PD的进程,长期应用疗效下降,还会出现开-关现象、剂末现象及运动障碍等[6]。外科治疗以苍白球和丘脑毁损术为主要方法,但手术创伤大,且使用对象局限。另外,深部电刺激（deep-brain stimulation, DBS）治疗PD虽然有较好的疗效,尤其是对丘脑底核的刺激要优于对苍白球的刺激[7,8],但是其远期效果不确切,且费用昂贵。由于PD主要是由黑质多巴胺神经元变性导致纹状体内多巴胺水平下降所致,因此在黑质-纹状体系统内移植能够分泌多巴胺的细胞,恢复多巴胺的神经环路,即成为一种针对病因的理想治疗方法。神经干细胞（neural stem cells, NSCs）和骨髓基质干细胞（bone marrow stromal cells, BMSCs）的发现和研究的不断深入,为细胞移植治疗提供了新的思路。近年,对应用NSCs和BMSCs移植治疗帕金森病的研究有很多,但少有将两种细胞进行比较研究的。在本研究中,我们采用同种异体来源的中脑NSCs和BMSCs在体外扩增培养后,立体定向移植到PD大鼠的纹状体,观察PD大鼠的行为学变化以及组织形态学的改变,探讨其在脑内的存活和分化及比较NSCs和BMSCs移植治疗PD大鼠模型的疗效。方法:①动物:封闭群清洁级成年雌性Sprague- Dawley（SD）大鼠和新生SD大鼠均由河北医科大学实验动物中心提供,实验过程中对动物的处置符合动物伦理学标准。②实验方法:成年SD大鼠麻醉后,借助脑立体定位仪注射6-羟基多巴胺（6-hydroxydopamine, 6-OHDA）建立右侧PD模型,随机数字表法分为NSCs组14只、BMSCs组10只、空白对照组10只,选取右侧纹状体2个坐标点（in mm: A +0.6; R +4.0; V -5.0）、（in mm: A -0.7; R +3.0; V -5.0）,前两组每个坐标点分别注入经Brd-U标记的NSCs悬液、BMSCs悬液5μL,共移植约1×106个细胞,空白对照组注射等量磷酸盐缓冲液。③实验评估:细胞移植后连续8周观察阿朴吗啡（apomorphine, APO）诱导的大鼠旋转行为的变化,对脑纹状体区连续冠状石蜡切片进行免疫组织化学荧光染色鉴定,检测双标细胞Brd-U/nestin , Brd-U/GFAP , Brd-U/MAP-2 ,Brd-U/TH及黑质区酪氨酸羟化酶（tyrosine hydroxylase,TH）阳性细胞数。结果:①PD大鼠行为学改变:与移植前比较,APO诱导2-8周NSCs组和BMSCs组PD大鼠的旋转次数均明显减少,这两组转数分别从移植前的（13.9±4.8）r/min和（10.5±3.1）r/min降到治疗后第8周的（6.2±3.2）r/min和（4.6±3.4）r/min,移植前后数据相比,差异都有统计学意义（P<0.05）;空白对照组移植前旋转次数为（13.3±3.6）r/min,移植后第8周旋转次数为（11.4±2.6）r/min,移植前后数据无明显变化,差异无统计学意义（P>0.05）。与空白对照组比较,APO诱导2-8周NSCs组和BMSCs组PD大鼠的旋转次数均明显减少（P<0.01）,此两组间各时间点比较差异无显著性意义（P>0.05）。②免疫组织化学荧光染色结果:移植治疗8周后,NSCs组和BMSCs组PD大鼠脑内均有Brd-U阳性细胞的存在,以纹状体移植区居多,且Brd-U阳性细胞沿同侧胼胝体发生迁移;纹状体脑切片均可见一定数量双标的神经元、星形胶质细胞和TH阳性细胞,且BMSCs组的双标细胞相对多于NSCs组。空白对照组未发现Brd-U阳性细胞、微管相关蛋白2阳性细胞及TH阳性细胞的表达;各组损毁侧黑质TH阳性细胞数均有所减少,组间黑质TH阳性细胞残存率基本相似（P >0.05）。结论:①NSCs和BMSCs移植第2-8周均可明显改善APO诱导的PD大鼠旋转行为。②移植入脑的NSCs和BMSCs均可在PD模型鼠脑内存活至少8周,并可分化成神经元、星形胶质细胞和多巴胺能神经元,且可以沿同侧胼胝体发生迁移。③由于BMSCs较NSCs更易于从自体取材和体外扩增,可能更适合应用于临床自体移植。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 前言
• 材料与方法
• 结果
• 附图
• 附表
• 讨论
• 结论
• 参考文献
• 综述 神经干细胞和骨髓基质干细胞移植治疗帕金森病的研究进展
• 致谢
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