嗅鞘细胞联合神经干细胞对大鼠急性脊髓损伤及神经营养素—3表达的影响

来源 :中国医学创新 | 被引量 : 0次 | 上传用户:drjcs
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  【摘要】 目的:观察嗅鞘细胞(OECs)联合神经干细胞(NSCs)对大鼠急性脊髓损伤及神经营养素-3(NT-3)表达的影响。方法:SD大鼠80只,Allen’s法行急性脊髓损伤造模后,将大鼠按随机数字表法分为对照组(假手术组)、实验1组(NSCs移植组)、实验2组(OECs移植组)和实验3组(NSCs+OECs联合移植组)。局部注射法进行细胞移植。于术前和术后1、3、5、7、14、21、28 d,采用BBB评分法、改良的Tralov评分法和斜板实验,对大鼠后肢运动功能状况进行评分,进行运动诱发电位(MEP N1波)潜伏期的检测。最后,各组随机抽取一只大鼠进行灌注、取材与固定,免疫组织化学染色的方法观察各组NT-3在局部受损脊髓组织中的表达情况。结果:(1)造模及细胞移植术后,24 h时内各组大鼠BBB评分及改良的Tralov评分均为0分;斜板实验角度下降非常明显,由实验前(82.00±3.45)°降为(12.73±1.34)°,差异有统计学意义(P<0.05);各组MEP(N1波)潜伏期明显延长。(2)随着实验的进行,各组均表现出不同程度的恢复情况:各实验组BBB评分及改良的Tralov评分与对照组比较增高显著(P<0.05);1周后各组各时间点比较差异均有统计学意义(P<0.05),且各实验组两两比较差异均有统计学意义(P<0.05)。(3)斜板实验角度也逐渐增加,1周后,实验组增幅大于对照组(P<0.05);1周后各组各时间点比较差异均有统计学意义(P<0.05),且各实验组两两比较差异有统计学意义(P<0.05)。(4)各组MEP(N1波)潜伏期均逐渐缩短,3 d后,各实验组潜伏期缩短幅度均大于对照组(P<0.05);3 d后各组各时间点比较差异均有统计学意义(P<0.05),且各实验组两两比较差异有统计学意义(P<0.05)。(5)各组大鼠受损脊髓组织中NT-3均有明显增高,7 d内维持在较高的水平,此后逐渐减少。其中从第5天开始,各实验组与对照组比较差异有统计学意义(P<0.05);各组各时间点比较差异均有统计学意义(P<0.05),且各实验组两两比较差异有统计学意义(P<0.05)。结论:(1)细胞移植治疗大鼠急性脊髓损伤时,单种细胞单独移植,OECs的治疗修复效果要强于NSCs的治疗修复效果,OECs与NSCs联合移植取得的治疗修复效果最好。(2)NT-3在OECs与NSCs细胞联合移植组中表达最高。
  【关键词】 嗅鞘细胞; 神经干细胞; 急性脊髓损伤; 神经营养素-3
  【Abstract】 Objective:To observe the impact of olfactory ensheathing cells combined neural stem cells in rats with acute spinal cord injury and neurotrophin-3 Expression.Method:80 SD rats were selected, after acute spinal cord injury modeling by Allen's method, the rats were randomly divided into the control group (sham group), the experimental 1 group (NSCs transplantation group), the experimental 2 group (OECs transplantation group) and the experimental 3 group (NSCs+OECs transplantation group). Cells were used local injection method to transplant. In the preoperative and postoperative 1, 3, 5, 7, 14, 21, 28 days, adopt BBB score, improved Tralov score and inclined plane experiments were used to rate the status of rat’s hindlimb motor function, tested motor evoked potential(MEP N1 wave) preclinical. Finally, one rat in each group were selected, randomly, then perfused, drawn and fixed. Immunohistochemical staining were used to observe neurotrophin-3(NT-3) in the damaged spinal cord tissue localized expression in each group. Result:(1)After modeling and cell transplanting, the rats’ BBB rating and improved Tralov score was 0 points within 24 hours, inclined plane experiments’ angle decreased very significantly, from the previous experiment(82.00±3.45) ° reduced to(12.73±1.34) °(P<0.05).Each group’s MEP (N1 wave) latency was prolonged. (2)As the experiment progresses, the groups had shown varying degrees of recovery. Compared with the control group, the BBB score and improved Tralov score of the experimental group were increased significantly (P<0.05); after 1 week, the differences of each group in each time point were statistically significant (P<0.05), and the differences in each two of the experimental group were statistically significant (P<0.05).(3)Oblique plate experiment angle also gradually increased, after 1 week, the experimental group was increased than the control group (P<0.05); after 1 week, the differences of each group in each time point were statistically significant (P<0.05), and the differences in each two of the experimental group were statistically significant (P<0.05). (4)MEP (N1 wave) of each groups were gradually shortened in the incubation period; after 3 d, the incubation period shorten amplitude of the experimental group were greater than the control group (P<0.05); after 3 d, the differences of each group in each time point were statistically significant (P<0.05), and the differences in each two of the experimental group were statistically significant (P<0.05).(5)The NT - 3 of damaged spinal cord tissue rats in each groups were significantly higher, 7 d maintain at a high level, then gradually reduced. Since 5 days, the difference of the experimental group and the control group was statistically significant (P<0.05); the differences of each group in each time point were statistically significant (P<0.05), and the differences in each two of the experimental group were statistically significant (P<0.05).Conclusion:(1)When a single cell specie transplant to treat acute spinal cord injury alone, OECs transplantation has better restoration treatment effect than NSCs transplantation. OECs and NSCs transplantation group achieve the best results.(2)NT-3 expresses highest in the OECs and NSCs cell transplantation group.   【Key words】 Olfactory ensheathing cells; Neural stem cells; Acute spinal cord injury; Neurotrophic-3
  First-author’s address:The First Affiliated Hospital of Baotou Medical College,Baotou 014010,China
  doi:10.3969/j.issn.1674-4985.2014.22.008
  脊髓损伤(Spinal Cord Injury,SCI)是中枢神经系统的一种严重创伤,近年来其发病呈逐年增多的趋势[1]。如何有效地治疗脊髓损伤已成为当今研究的热点难题[2]。在治疗脊髓损伤众多方法中,细胞移植的治疗方法越来越受到人们的重视。本实验采用局部注射法将神经干细胞(NSCs)及嗅鞘细胞(OECs)分别、共同移植于大鼠脊髓受损区,通过行为学评价(BBB评分、改良Tarlov评分和斜板实验)、电生理检测(运动诱发电位)及免疫组织化学的方法观测各种指标,从而考察两种细胞移植后在脊髓损伤区的存活、分化、表达及功能情况,以期为脊髓损伤的临床治疗提供实验依据。
  1 材料与方法
  1.1 实验动物 SD雄性大鼠购买自内蒙古医科大学实验动物中心,共83只,其中3只(出生3 d内)用于神经干细胞及嗅鞘细胞的培养取材。余80只大鼠用于实验。
  1.2 主要试剂与仪器 试剂:DMEM/F12细胞培养液、B27、碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)、表皮生长因子(EGF)、兔抗鼠巢蛋白(Nestin)单抗、兔抗鼠P75单抗、兔抗鼠NT-3单抗、异硫氰酸荧光素(FITC)标记羊抗兔二抗、NT-3染色SP试剂盒等;仪器:5% CO2培养箱、倒置荧光显微镜、垂直流洁净工作台、电热恒温水浴锅、玻璃细胞培养瓶等。
  1.3 实验方法
  1.3.1 细胞培养及鉴定 (1)神经干细胞(NSCs)的培养及鉴定:新生(出生3 d内)SD大鼠消毒后,引颈法处死。无菌条件下,充分暴露出嗅球、两侧大脑半球及小脑。外科显微镊剪断与海马有联系的大脑皮质或神经组织,仔细剥离海马。垂直流洁净工作台内,无菌条件下将海马表面的软脑膜剔除干净,4 ℃生理盐水内清洗3次后,将海马放入DMEM/F12细胞培养液中,显微镜下用显微外科剪将其剪碎,巴氏吸管先反复轻柔机械吹打分离,不锈钢细胞滤网过滤后离心沉淀,最后将沉淀加入含bFGF、EGF和B27的DMEM/F12细胞培养液内,细胞培养瓶中悬浮培养,置37 ℃、5% CO2培养箱中培养。3~4 d换液1次,每次换50%培养液。传代一次约需5~7 d。第二代细胞用特异性Nestin抗原免疫荧光染色法鉴定NSCs。最后将细胞浓度调整为1×109/L,备用。(2)嗅鞘细胞(OECs)的培养及鉴定:同样方法,无菌条件下取大鼠两侧嗅球后培养OECs。3 d全部换液1次。传代1次约需16 d。第二代细胞用P75受体单抗免疫荧光染色法鉴定OECs。最后将细胞浓度调整为1×109个/L,备用。
  1.3.2 实验动物分组 SD雄性大鼠(体重200~300 g)80只,按随机数字表法分为对照组(假手术组)15只、实验1组(NSCs移植组)20只、实验2组(OECs移植组)20只和实验3组(OECs+NSCs联合移植组)20只,剩余5只大鼠备用。分组完成后将大鼠做好标记。
  1.3.3 大鼠急性脊髓损伤Allen’s模型的制备及术后一般情况和处理 (1)模型制备:腹腔注射麻醉大鼠起效后,手术区备皮,将大鼠俯卧固定于手术台上,消毒、铺巾,背部正中切口,钝性剥离椎旁肌,缝线牵拉开,显露T10~12棘突、横突及椎板。切除T10棘突及椎板下部、T12棘突及椎板上部和全部T11棘突及椎板,形成方形骨窗,充分暴露相应脊髓节段(T11)的硬脊膜及椎管,作为打击损伤区域。自制的改良Allen’s撞击器15 g自6 cm高度自由落下,对T11段脊髓造成损伤,制成急性脊髓损伤动物实验模型[3]。打击完成后,4 ℃生理盐水冲洗2次,依次逐层常规缝合切口。(2)术后一般情况和处理:术后大鼠禁食水数小时,以后逐渐增加进食水量至正常。7 d内先单独饲养,7 d后5只合笼饲养。术后7 d内青霉素2×105 U肌注2次,预防伤口、肺部感染,每日饲喂呋喃坦啶水以预防泌尿系感染。大鼠术后出现尿潴留,在其恢复之前,每日应给予按摩膀胱协助排尿3次。
  1.3.4 局部注射法行细胞移植 进行细胞移植之前,先将部分NSCs与OECs混合,用于实验3组的联合细胞移植。各组细胞移植均在急性脊髓损伤动物实验模型制作完成24 h以内进行。操作方法:造模成功以后,4 ℃生理盐水冲洗后,外科显微镊轻柔提起T11处硬脊膜,1 mL无菌注射器针头在硬脊膜上刺一小洞,垂直进针,缓慢向该处硬脊膜下约3 mm、脊髓损伤方向插入,缓慢注入细胞悬液0.1 mL(细胞数约为1×105个)。关闭切口前,小块可吸收明胶海绵微加压填塞于硬脊膜进针点处,防止细胞移植液及大鼠脑脊液的渗漏。对照组生理盐水代替细胞移植液,作阴性对照,余操作步骤与实验组相同。
  1.4 功能检测
  1.4.1 行为学评价 术前和术后1、3、5、7、14、21 d和28 d,随机抽取实验组15只大鼠及全部对照组大鼠,采用BBB评分法、改良的Tralov评分法和斜板实验,对大鼠后肢运动功能状况进行双盲法评分,与手术之前相比较,以了解受损脊髓功能恢复情况。
  1.4.2 神经电生理检测 运动诱发电位(MEP N1波)的检测,观察外周运动神经(坐骨神经)的功能状态。检测方法:大鼠麻醉起效后,环形切开头后部皮肤,剥离至骨膜,细纹螺钉钻孔,孔的大小以刚好将刺激电极放入为宜。根据MEP的产生原理,刺激电极置于皮层,记录电极置于后肢大腿后侧坐骨神经处,参考电极置于硬腭下。刺激类型是:单脉冲粗电压,强度3 V,波宽1 ms、频率10 Hz,滤波3000 Hz,增益20倍,时间常数0.01 s,次数100次。检测完毕后缝合切口。   本实验中,采用单种细胞或两种细胞联合移植治疗大鼠急性脊髓损伤,将能够分泌NT-3的神经干细胞及嗅鞘细胞分别、共同移植于脊髓受损区,以期可持续分泌NT-3,这样就可避免外源性神经营养因子半衰期短和持续性作用差的弊端,等同于NT-3、神经干细胞及嗅鞘细胞共同修复受损的脊髓,改善大鼠急性脊髓损伤后运动功能的恢复[13]。实验中笔者观察到,造模及细胞移植术后,24 h内各组大鼠BBB评分及改良的Tralov评分均为0分,斜板实验角度下降非常明显,由实验前的(82±3.45)°降为(12.73±1.34)°,各组MEP(N1波)潜伏期明显延长。随着实验的进行,各组均表现出不同程度的恢复情况,各实验组BBB评分及改良的Tralov评分与对照组相比增高显著(P<0.05);斜板实验角度也逐渐增加,实验组增幅要大于对照组,以术后第7天增加非常明显;各组MEP(N1波)潜伏期均逐渐缩短,且各实验组潜伏期缩短幅度大于对照组(P<0.05),说明大鼠急性脊髓损伤后有一定的自我恢复作用,细胞移植能够对受损脊髓产生修复治疗效应,促进大鼠双后肢运动动能恢复。实验3组BBB评分和改良的Tralov评分在各实验组中增高最显著,实验2组次之,实验1组最弱,表明细胞移植虽能促进大鼠伤后后肢运动动能的恢复,但单种细胞移植或两种细胞联合移植后取得的治疗效果不甚相同。笔者还观察到,急性脊髓损伤后NT-3表达量迅速增高,术后第3天达到最高峰,7 d内其浓度维持在一个较高的水平,此后表达明显变弱,趋于平缓。这说明,大鼠急性脊髓损伤后机体本身NT-3合成增加,推测NT-3可能在急性脊髓损伤的早期修复中发挥着重要作用。实验3组和实验2组与实验1组相比促进作用更显著(P<0.05),实验3组与实验2组比较差异有统计学意义(P<0.05)。这说明,OECs+NSCs联合移植促进NT-3分泌的作用最优,OECs移植次之,NSCs移植最弱。这与以上实验结果相一致。
  然而,并非所有的实验研究都获得了一致或相仿的研究结论。有学者认为,局部注射法进行细胞移植时,“细胞迁徙”可能是人为进行细胞移植时局部注射的压力所导致的局部扩散而已,而不是所谓的“主动迁徙”[14]。在各种急性脊髓损伤模型中,如脊髓半或全横断模型,脊髓压迫模型等,可见细胞移植无疗效或疗效甚微的案例,故而一部分学者对细胞移植治疗急性脊髓损伤的疗效抱有怀疑态度[15]。尽管如此,笔者认为急性脊髓损伤机制的复杂性决定了其治疗的全面性,不是单独应用一种治疗方法或多种治疗方法联合应用就可一蹴而就的。细胞移植的方法虽然不是涉及了急性脊髓损伤修复的所有方面,但取得了一定的疗效。
  参考文献
  [1] Stevens R D,Bhardwaj A,Kirsch J R,et al.Critical care and perioperative management in traumatic spinal cord injury [J].Neurosurg Anesthesiol,2003,15(6):215-229.
  [2] Jarocha D,Milczarek O,Kawecki Z,et al.Preliminary study of autologous bone marrow nucleated cells transplantation in children with spinal cord injury[J].Stem Cells Transl Med,2014,3(3):395-404.
  [3] Fujimoto T,Nakamura T,Ikeda T,et al.Potent protective effects of melatonin on experimental spinal cord injury[J].Spine,2000,25(7):769-775.
  [4] Olby N.The pathogenesis and treatment of acute spinal cord injuries in dogs[J].Vetclin N Am-Small,2010,40(5):791-807.
  [5] Reynold B A,Tetzlaff W,Weiss S,et al.A multipotent EGF responsive striatal embryonic progenitor cell produce neurons and astrocytes[J].Neurosci,1992,12(11):4565-4574.
  [6] Baumann C R,Waldvogel D.The treatment of Parkinson's disease[J].Praxis (Bern 1994),2013,102(25):1529-1535.
  [7] Connolly B S,Lang A E.Pharmacological treatment of Parkinson disease: a review[J].JAMA,2014,311(16):1670-1683.
  [8] Ramkumar K,Bharathi H,Shetty A K.Hippocampal neurogenesis and neural stem cells in temporal lobe epilepsy[J].Epilepsy Behav,2009,14(1): 65-73.
  [9] Yuan M,Wen S J,Yang C X,et al.Transplantation of neural stem cells overexpressing glial cell line-derived neurotrophic factor enhances Akt and Erk1/2 signaling and neurogenesis in rats after stroke[J].Chinese Medical Journal,2013,126(7):1302-1309.   [10] Xu C J,Xu L,Huang L D,et al.Combined NgR vaccination and neural stem cell transplantation promote functional recovery after spinal cord injury in adult rats[J].Neuropathol Appl Neurobiol,2011,37(2):135-155.
  [11] Sasaki M,Black J A,Lankford K L,et al.Molecular reconstruction of nodes of Ranvier after remyelination by transplanted olfactory ensheathing cells in the demyelinated spinal cord[J].Neurosci,2006,26(6):1803-1812.
  [12] Kalincik T,Choi E A,Feron F,et al.Olfactory ensheathing cells reduce duration of autonomic dysreflexia in rats with high spinal cord injury[J].Auton Neurosci,2010,154(1):20-29.
  [13] Ejstrup R,Kiilgaard J F,Tucker B A,et al.Pharmacokinetics of intravitreal glial cell line-derived v neurotrophic factor: experimental studies in pigs[J].Exp Eye Res,2010,91(6):890-895.
  [14] Lu P,Yang H,Culbertson M,et al.Olfactory ensheathing cells do not exhibit unique migratory or axonal growth-promoting properties after spinal cord injury[J].J Neurosci,2006,26(43):11 120-11 130.
  [15] Fawcett J W,Curt A,Steeves J D,et al.Guidelines for the conduct of clinical trials for spinal cord injury as developed by the ICCP panel: spontaneous recovery after spinal cord injury and statistical power needed for therapeutic clinical trials[J].Spinal Cord,2007,45(3):190-205.
  (收稿日期:2014-05-14) (本文编辑:蔡元元)
其他文献
【摘要】 目的:探讨50例胸、腹主动脉瘤腔内隔绝术围手术期的护理。方法:选择本科2010年1月-2012年12月收治胸、腹主动脉瘤患者50例,均成功实施腔内隔绝术,对其围手术期的护理进行总结分析。结果:50例患者均成功实施腔内隔绝术,未出现医疗或护理上的差错。结论:术前严格控制血压,术中及时配合医生手术,术后密切观察病情变化,及时发现和避免并发症是围手术期护理的关键,也是保证患者手术成功、术后恢复
期刊
【摘要】 目的:探讨丹参酮ⅡA对肝癌细胞中凋亡抑制蛋白XIAP的影响。方法:通过MTT实验、流式细胞术、细胞形态观察检测丹参酮ⅡA对细胞增殖和凋亡的影响,通过蛋白免疫印迹的方法检测丹参酮ⅡA对细胞中凋亡抑制蛋白XIAP、凋亡蛋白caspase-3以及PARP蛋白的影响。结果:MTT、细胞形态结果显示丹参酮ⅡA对SMMC-7721细胞的生长抑制作用成时间和剂量依赖性,免疫印迹结果显示,0.5 μg/
期刊
【摘要】 目的:探讨超声在诊断2型糖尿病常见眼部疾病的应用价值。方法:对2011年4月-2013年4月80例糖尿病合并眼病的患者资料进行分析,并与对照组进行比较,总结糖尿病眼部常见疾病的二维超声、彩色和频谱多普勒及超声造影(CEUS)的表现。结果:糖尿病眼部疾病中的玻璃体混浊、玻璃体积血、玻璃体机化、玻璃体后脱离及视网膜脱离的在二维声像图有特征性表现;糖尿病组CRA及OA流速均显著低于对照组,而R
期刊
【摘要】 目的:观察冬虫夏草对糖尿病(DM)大鼠肾小管损伤的影响,基于抗氧化及抗衰老探讨冬虫夏草延缓糖尿病肾病进展的作用机制。方法:链脲佐菌素(STZ)诱导糖尿病肾病(DN)大鼠模型,与非DN大鼠一起随机分为四组:对照组、冬虫夏草组、DN组、DN+冬虫夏草组。饲养24周后检测肾脏GPx、SOD、MDA、ROS及Klotho mRNA蛋白表达水平,并检测血肌酐(Scr)、尿素氮(BUN)、24 h尿
期刊
【摘要】 目的:探讨IVP输尿管显影不良后进行低剂量MSCT扫描的应用价值。方法:IVP输尿管显影不良后,立即或择期进行低剂量MSCT扫描。根据患者的体质情况(如腰围、体重),制定了三组低剂量MSCT扫描参数,不同体质的患者用相应不同扫描参数进行低剂量MSCT扫描,体质瘦小者用低KV、低MA进行低剂量MSCT扫描。统计42例用低剂量MSCT扫描的患者资料,总结其低剂量扫描后减少X线辐射剂量;又统计
期刊
【摘要】 目的:探讨地佐辛复合罗哌卡因用于硬膜外腔术后镇痛的效果和安全性。方法:选择300例ASA Ⅰ~Ⅱ级患者患者随机数字表法分为观察组和对照组,每组150例。分别予以地佐辛+罗哌卡因(观察组),芬太尼+罗哌卡因(对照组)进行硬膜外镇痛。观察比较两组患者术后4、8、12、24、48 h时视觉模拟法(VAS)评分、镇静评分Ramsay及不良反应的情况。结果:观察组术后不同时间VAS评分略低于对照组
期刊
【摘要】 《实验针灸学》是传统针灸学与现代科学相结合而产生的新兴交叉学科,笔者以针灸学院本科生发表学术论文、获得科技创新基金立项和参加不同级别的学科竞赛为衡量标准,通过开展《实验针灸学》的教学实践,发现《实验针灸学》利于培养当代针灸医学大学生的创新能力和科学精神,并且教学实践成果显著。  【关键词】 医学; 针灸; 教学; 创新  Study on the Acupuncture Medical
期刊
【摘要】 目的:探讨两种剂量组罗库溴铵与琥珀胆碱运用于麻醉状态下无抽搐电休克治疗精神疾病患者肌松效果的影响。方法:选择确诊为精神疾病、有明确电休克治疗适应证、ASA分级I级、年龄18~50岁、1周接受3次电休克治疗且平均至少接受6次治疗的患者60例,按随机数字表法分为三组,分别以0.3 mg/kg(R1组)、0.45 mg/kg(R2组)罗库溴铵和1 mg/kg琥珀胆碱(S组)配伍丙泊酚(1 mg
期刊
【摘要】 目的:分析太极扣精密附着体修复牙列游离端缺失的临床效果。方法:85例牙列缺损患者,均采用太极扣精密附着体义齿修复。随访0.5~3年,观察患者的美学效果、咀嚼功能、舒适度、基牙健康状况和牙龈状况等情况并记录,术后有无并发症的发生。结果:经0.5~3年的观察,85例中4例失败,成功率95.3%,失败病例义齿经重新修复至今仍使用良好。85例患者均认为较以前活动义齿修复美学效果好,感觉舒适,发音
期刊
【摘要】 目的:对江苏基层计划生育服务机构技术人员的情况进行调查,评价在基层计划生育服务机构中开展宫颈癌/乳腺癌筛查服务的可行性和可操作性。方法:选择江苏省11个计划生育服务机构(3个市级和8个县级)作为项目点,对项目点的所有技术服务人员进行问卷调查。结果:被调查的11个计划生育服务机构均已开展宫颈癌/乳腺癌筛查服务。市、县两级技术人员学历和技术职称间比较差异均有统计学意义(P<0.05);但市、
期刊