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目的:NPC-Astro和Olig2PC-Astro是采用基因敲入技术(knock in)从人的胚胎干细胞(hESCs)诱导分化而来的两种新型的未成熟星形胶质细胞,小鼠脊髓T10全横断后在损伤处分别移植这两种星形胶质细胞,研究细胞移植对损伤区域形成的作用;对损伤两侧神经元存活的影响;观察细胞移植对脊髓上、下行投射神经轴突再生的作用;对神经环路的重建和对后肢运动功能恢复的作用;同时也为进一步探究NPC-Astro和Olig2PC-Astro这两种星形胶质细胞的特性提供一定的线索。 方法:首先体外培养NPC-Astro和Olig2PC-Astro,运用细胞免疫荧光鉴定这两种星形胶质细胞,观察两种细胞在培养状态下的形态和差别。对6-8周龄的C57BL/6小鼠做脊髓 T10节段的全横断模型,脊髓损伤后一天在损伤处分别移植这两种细胞。损伤后四周取材冰冻切片,运用免疫荧光染色观察 NPC-Astro和Olig2PC-Astro移植后的存活、分布、与宿主组织的整合以及向损伤头端和损伤尾端的迁移情况。损伤后四周进行感觉神经轴突的标记。损伤后六周取材切片,运用免疫荧光染色研究细胞移植对损伤区域形成的作用、对损伤两侧神经元的保护作用和对感觉神经轴突再生的作用。损伤后十周运用免疫荧光染色研究细胞移植对不同类型神经轴突再生的作用以及再生轴突与损伤尾端的神经元有无突触重建。小鼠脊髓损伤后定期进行旷场实验,运用BMS评分评估后肢运动功能的恢复情况 结果:NPC-Astro和Olig2PC-Astro在培养状态下都表达星形胶质细胞的标记物GFAP和S100β,都可以用hM抗体进行体外和在体的标记,两种细胞在培养状态下形态存在一定的差别;细胞移植后4周可见两种星形胶质细胞在脊髓损伤处大量存活并与宿主组织整合在一起,移植的细胞可以向损伤头端和尾端进行迁移;与对照组相比,NPC-Astro和Olig2PC-Astro移植后损伤区域面积显著减小;两种细胞对损伤两侧的神经元有显著的保护作用,其中Olig2PC-Astro的神经元保护作用强于NPC-Astro;neurofilament抗体免疫荧光染色表明损伤头端和尾端都有神经轴突再生进入损伤区域,部分神经轴突甚至穿过损伤区域到达损伤对侧;我们还观察到了脊髓损伤后上行的感觉神经轴突和下行的5-HT能神经轴突可以再生,再生的5-HT能神经轴突可以穿过损伤区域并且与损伤尾端多种类型的神经元形成新的突触联系;旷场实验显示细胞移植小鼠后肢的运动功能得到了恢复。 结论:NPC-Astro和Olig2PC-Astro移植后大量存活,与宿主组织整合在一起并向损伤两侧迁移;两种细胞移植后能够显著减小损伤区域面积;保护损伤两侧的神经元;促进多种类型神经轴突的再生和神经环路的重建;促进脊髓损伤小鼠后肢运动功能的恢复。我们的结果表明NPC-Astro和Olig2PC-Astro两种星形胶质细胞在脊髓损伤的治疗中有着很大的研究和应用前景。