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背景和目的: 脑出血(intra cerebral hemorrhage,ICH)是指原发性非外伤性脑实质内出血,发病率为每年60-80/10万,在我国占全部脑卒中的20%-30%,急性期病死率30%-40%,并且即使患者幸存下来,也会遗留偏瘫等神经功能障碍。近年来很多学者尝试用干细胞移植治疗ICH,其中包括神经干细胞、骨髓间充质干细胞、脂肪干细胞、脐带血单个核细胞等,大多都取得了良好的效果。 骨髓单个核细胞(bone marrow mono nuclear cells,BMMNCs)是指在形态学上细胞核为单个核的一类细胞的总称,其包括有包括了造血干细胞(hematopoietic stem cells,HSCs)、骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)和内皮祖细胞(endothelial progenitorcells,EPSs)等,系异质性细胞群。这些细胞具有自我更新及多向分化潜能,能够分化为神经元、星形胶质样细胞、内皮细胞和平滑肌细胞等。由于骨髓单个核细胞具有来源丰富方便、功能多样、无需体外培养、移植费用低廉、自体移植无免疫排斥反应和伦理问题等优点,骨髓单个核细胞被越来越多的用于治疗缺血性疾病的治疗。并且,对于心肌梗死、脑梗死等缺血性疾病的一期临床研究中骨髓单个核细胞的应用也越来越多。但是,对于出血性疾病的治疗,骨髓单个核细胞却鲜有报道。本课题通过尾静脉移植骨髓单个核细胞治疗脑出血大鼠,观察其对脑出血大鼠脑水肿和神经功能恢复的影响,进一步观察骨髓单个核细胞在脑内的存活和分化情况,并探讨其治疗大鼠脑出血的可能机制。 材料和方法: 健康成年SD大鼠240只由郑州大学实验动物中心提供,用于骨髓单个核细胞的标记、提取及脑出血模型的建立。60只大鼠连续腹腔注射BrdU(50mg/kg)14天标记骨髓单个核细胞,通过密度梯度离心法提取骨髓单个核细胞,台盼蓝染色检测提取的骨髓单个核细胞活性,流式细胞仪鉴定骨髓单个核细胞表面分化抗原CD34、CD45、CD90。采用立体定向技术向尾状核内注射Ⅶ型胶原酶构建SD大鼠脑出血模型,并分组(sham组、PBS组、BMMNCs组),通过尾静脉移植骨髓单个核细胞,于移植后第1天、3天、7天、14天观察神经损害严重程度评分(mNSS)并评价脑组织含水量;于移植后第7天甲酚紫染色观察皮层神经元密度;于移植后第28天在荧光显微镜下观察骨髓单个核细胞在脑内的存活、迁移、分布和分化情况。所有数据均采用SPSS17.0软件进行统计学处理,数据用(X)±S表示,神经损害严重程度评分采用重复测量的方差分析,脑组织含水量和大脑皮层神经元密度的比较采用单因素方差分析,组间比较采用LSD-t检验,检验水准α=0.05。 结果: 1.提取的骨髓单个核细胞为悬浮的单个、球形悬浮细胞群,台盼蓝染色活性细胞(未着色细胞)>97%;BMMNCs标记率及CD34、CD45、CD90表面分化抗原阳性率分别为:(72.0±3.1)%、(21.5±2.6)%、(50.1±3.0)%、(85.3±2.6)%。 2.多变量方差分析表明,与PBS组相比,骨髓单个核细胞可以促进脑出血大鼠神经功能恢复,在第3天、7天、14天神经功能恢复尤为明显,差异有统计学意义(P<0.05)。单因素方差分析表明,BMMNCs移植组大鼠在第3、7d脑组织含水量明显低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。脑出血后第7天甲酚紫染色表明,虽然PBS组和BMMNCs组大鼠皮层神经元密度均小于sham组(128.6±2.7),但BMMNCs组大鼠病灶侧大脑皮层神经元较PBS组排列整齐,水肿较轻,细胞形态较规则,并且相同单位面积阳性细胞数目(73.0±2.4)较PBS组(50.5±1.9)明显增多(P<0.01)。 3.细胞移植后第28天通过免疫荧光技术检测表明,BMMNCs能够进入脑出血大鼠脑组织内,存活并且往血肿周围迁移,分化为神经元和星型胶质细胞。 结论: 1、BMMNCs能够明显促进脑出血大鼠神经功能恢复,显著减轻脑水肿,并改善大脑皮层神经元损害程度。 2、BMMNCs能够归巢、迁移至出血侧,在血肿周边至少存活28天,并能够分化为神经元、星形胶质细胞,这可能是改善脑出血大鼠神经功能的机制之一。