重组人粒细胞集落刺激因子对大鼠脑出血后神经功能损伤的保护

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1、重组人粒细胞集落刺激因子对大鼠脑出血后神经功能损伤的保护【摘要】目的探讨重组人粒细胞集落刺激因子(rhGCSF)动员骨髓干细胞对大鼠脑出血(ICH)后神经功能损伤的影响。方法实验动物随机分为假手术组、治疗组、ICH组。利用鼠脑立体定位定向仪、采用尾动脉取自体血法制模型，治疗组于术后1h始腹部皮下注射GCSF(50μg·kg-1·d-1)，在相应时间点大鼠行神经功能评分(NSS)后处死，用免疫组化法观察脑出血周围组织caspase3、Brdu蛋白表达。结果治疗组神经功能评分和caspase蛋白表达均明显低于ICH组，二者相比有显著差异(P<

2、0.05)，治疗组的Brdu阳性细胞均多于ICH组，但只有第1周的差别有显著性(P<0.05)。结论rhGCSF动员骨髓干细胞对脑出血大鼠有明显的神经保护作用。【关键词】脑出血;重组人粒细胞集落刺激因子;骨髓干细胞;大鼠干细胞移植治疗脑血管病及变性疾病已取得一定成效。但临床上因移植操作存在有创性，同时干细胞来源困难，体外培养、分离纯化技术尚未成熟及存在移植排斥等难题，使干细胞移植治疗脑血管病在短期内难以推广应用。重组人粒细胞集落刺激因子(rhGCSF)动员的骨髓干细胞(BMSC)既有干细胞的部分优点，又能克服干细胞移植的技术难题，理论上成为

3、治疗脑血管病的理想方法之一。rhGCSF对脑出血(ICH)是否具有神经保护作用目前国内尚无研究，本实验拟用rhGCSF治疗脑出血大鼠，探讨rhGCSF是否对脑出血有神经保护作用及可能的机制。　　1材料与方法　　1.1实验动物SC动员是新兴的细胞移殖方法，利用细胞因子使主要位于骨髓中的干细胞进入外周血，通过血液循环到达损伤组织以达到细胞移殖的目的。GCSF是BMSC强有力的动员剂，可以提高外周血干细胞数量，且可向脑损伤部位迁移，在脑损伤的特定病理环境中向神经细胞分化，以修复受损脑组织，从而起到神经保护作用。　　Mezey等〔2〕研究认为，骨髓间

4、充质干细胞能够迁移到受损的脑组织区域并分化成不同的脑组织，包括神经细胞和胶质细胞。Shuy等〔3〕用大鼠模型证实rhGCSF能动员骨髓间充质干细胞归巢至脑缺血损伤区，促进神经修复和功能康复，缺血大鼠用rhGCSF后MRI检查可见病灶明显缩小，并用免疫双标记染色证实rhGCSF能动员骨髓间充质干细胞在脑内分化为神经元和胶质细胞。这些研究为中枢神经系统移植BMSC，促进神经再生，改善中枢神经系统损伤后的生物学行为成为可能。　　rhGCSF是BMSC强有力的动员剂，它动员的BMSC包括造血干细胞和骨髓间充质干细胞〔4〕。骨髓间充质干细胞能产生碱性成

5、纤维细胞生长因子、表皮生长因子、神经生长因子、脑源性神经营养因子及血管内皮生长因子等，使分化的祖细胞向着生成神经细胞的方向分化。造血干细胞具有多向分化潜能，它在病理情况下可以“自发”地向损伤组织趋化，并在组织微环境作用下分化为受损脑组织特性的细胞，但确切机制尚不明确，可能和BMSC能够表达众多趋化因子受体和各种细胞黏附因子，以及促进出血区各种炎症介质的释放、脑细胞黏附因子的表达，调控BMSC的趋化有关。　　本研究用断尾取自体血方法制备ICH模型，治疗组于术后1h开始给予rhGCSF治疗，比较不同时间点对照组和治疗组的NSS评分发现，两组的NSS随出

6、血时间延长而逐渐减轻，说明存在神经系统的自身修复，但ICH组NSS较治疗组更严重，说明仅靠神经系统代偿性的自身修复是不够的，会遗留较明显的NSS，而rhGCSF治疗可以减轻NSS。　　Brdu是一种嘧啶类似物，可于细胞合成期(S期)替代胸腺嘧啶掺入到细胞核内，作为新生细胞的特异性标记〔5〕。近年来的研究发现，脑缺血后神经干细胞可增殖分化，参与缺血性脑损伤的修复过程。　　研究发现，应用5溴尿嘧啶标记观察细胞增殖情况时，沙土鼠在短暂全脑缺血5min再灌注后5d、10d，海马齿状回区Brdu标记的干细胞数目增加，提示有神经干细胞的增殖加速，缺血性脑损伤

7、后自身神经干细胞具有自发活化作用〔6〕。本实验发现诸多证据支持Brdu染色阳性细胞为新生增殖细胞：如阳性细胞多分布于脑出血灶周围组织中;阳性细胞可呈丛集性，提示为诱导分化生成而非DNA修复等。这些现象均表明Brdu染色阳性细胞为新生增殖细胞。　　本研究发现脑出血后ICH组和治疗组的出血灶周边区均可见Brdu阳性细胞，尤其是第1周，灶周存在较多的Brdu阳性细胞，提示细胞增殖活跃，rhGCSF治疗可促进脑出血损伤的细胞增殖，有促进干细胞性质的细胞转化为胶质细胞增生、修复脑出血损伤的作用。　　天冬氨酸特异的半胱氨酸蛋白激酶家族(caspases)是细胞

8、凋亡过程中最重要的蛋白酶，caspase3是哺乳动物细胞凋亡中的关键蛋白酶，处于级联反应的核心位置，发挥非