脑梗死大鼠血脑屏障对骨髓间充质干细胞通透性的分析

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1、前言．^上．—JL刖菁脑卒中是导致人类死亡的三大疾病之一，在临床脑血管病分类中，缺血性脑血管病占70％，而大脑中动脉区的梗死又占后者的60％，因此对大脑中动脉闭塞的研究具有重要意义【l】。脑梗死具有高发病率、高致残率、高复发率和高死亡率等特点，存活者中50％,---70％病人遗留瘫痪、失语或痴呆等严重残疾，给社会和家庭带来沉重的负担。因此，进行脑梗死治疗及康复方面的研究具有重要的社会和经济意义。目前对脑梗死的治疗尚缺乏理想的方法，虽然早期的溶栓治疗，如重组织型纤溶酶原激活剂(recombinanttissueplasminogenactivator，rt．PA)是治疗

2、缺血性脑卒中最有效的药物之一，但临床应用rt-PA也面临着巨大的挑战，因为使用rt—PA要求有严格的时间窗，即发病时间窗<3h。使其临床应用受到了限制。对于大多数已经超过溶栓治疗时间窗的脑梗死患者来说，目前的抗凝、降纤、脑保护等治疗很难给他们带来痊愈的曙光。近年来，干细胞研究已成为生物学和医学的热点。其中造血干细胞是研究最深入的一类，并且已经应用于临床，在治疗血液系统疾病方面取得了很大成就。除了造血干细胞以外，骨髓中还存在另外一类干细胞，它能与其他细胞一起支持造血干细胞造血。1968年，Friedenstein等【2】首次报道了骨髓标本中部分易贴壁的单个核细胞在一定条

3、件下能分化为骨、软骨、脂肪、肌腱、神经元等多种细胞，而经过20一--30次传代后仍能保持多向分化潜能，将其称为骨髓间充质干细胞(mesenchymalstemcells，MSCs)。MSCs又称骨髓基质细胞(bonemalTOWstromalcells，BMSCs)，它来源广泛、取材容易，是目前备受关注的一类来源于骨髓网状间质内的非造血干细胞，MSCs特性稳定，连续传代培养和冷冻保存后仍具有多向分化的潜能。MSCs表达组织相容性复合物I，而缺乏组织相容性复合物II，免疫原性较弱【3】。后来有许多研究显示【4】，骨髓以外的其他器官中也广泛存在着具备多向分化潜能的干细胞，

4、体内所有这类干细胞统称为MSCs，而骨髓基质内的MSCs则是MSCs大家族的主要成员，我们通常所指的MSCs，即骨髓问充质干细胞。随着成体MSCs的发现和研究工作的开展，诸多文献均证实了MSCs移植具有一定的神经保护作用【5’。71，因此MSCs可能成为组织工程中理想的种子细胞，也为干细胞用于临床治疗增加了更多的可行性。1999年，Kopen等【8】将5．溴脱氧尿嘧啶核苷(bromodeoxyuridine，BrdU)标记的MSCs注入新生小鼠侧脑室内，12d后发现MSCs在不破坏宿主脑组织结构的情况下向整个前脑和小脑迁移，纹状体和海马内的部分MSCs表达胶质纤维酸性

5、一3一新疆医科大学医学硕士学位论文蛋白(glialfibrillaryacidicprotein，GFAP)，提示已经分化为成熟的星形胶质细胞。另外，脑干网状结构内发现有神经纤维丝蛋白(neurofilament，NF)阳性的供体细胞，提示MSCs可分化为神经元。2000年“等【5】用MSCs干预小鼠大脑中动脉闭塞(middlecerebralarteryocclusion，MCAO)模型，将BrdU标记的MSCs注射到缺血的纹状体中，结果发现，MSCs能够在脑内存活，且迁移至距注射部位2．2mm外，其中1％的细胞表达神经元特异性核蛋白(NeuN)，8％的细胞表达GF

6、AP。与对照组相比，MSCs移植组小鼠神经功能恢复较好。2001年，该研究小幺且【刈将MSCs通过尾静脉途径移植MSCs亦得到相同的结论。上述各项实验的移植方式主要是立体定位注射和经尾静脉注入MSCs，前者较为经典，后者虽然操作方便，但经静脉移植需通过肺循环，移植细胞会有部分损失，影响到达病变部位的细胞数，而提高移植细胞的浓度则易导致静脉栓塞。新近提出的经颈内动脉(intemalcarotidarteryICA)移植MSCs，不仅避免了上述不足，而且还提高了局部的细胞浓度，同时又不产生2次脑损伤。孔杰等【10】通过右侧ICA进行MSCs移植治疗颅脑损伤的大鼠，结果得出

7、MSCs能够穿过因外伤受损的血脑屏障，还发现MSCs能够在脑组织中存活并发生迁移，且多聚集于损伤灶的边缘。提示经ICA注入细胞是移植MSCs的良好途径。目前国内外【5。’7】通过MSCs干预缺血性脑卒中动物模型的研究，主要集中在脑缺血再灌注模型上，对永久性脑缺血或脑梗死动物模型的研究不多。并且在新疆境内尚未开展此项研究工作。本实验利用大鼠脑梗死模型来探讨MSCs经患侧ICA移植透过血脑屏障(blood．brainbarrierBBB)的效果以及移植细胞的定位和存活状况。中枢神经系统(centralnervoussystemCNS)内存在着隔离血液和神