超顺磁性氧化铁标记神经干细胞治疗小脑萎缩大鼠的实验研究

摘要

研究背景和目的： 小脑萎缩(cerebellar atrophy,CA)是一种以共济失调为主,呈慢性进行性发展,可伴有脑干损害的疾病统称。首发症状多为下肢发软、乏力、易跌倒,渐累及双上肢的精细动作,构音障碍,意向震颤,部分病人出现呛咳、进食困难等。病人在发病2-5年时间内部分或全部丧失自主生活能力,对家属、社会造成极大负担。临床缺乏有效的治疗方法,神经干细胞移植治疗小脑萎缩取得一定疗效。 神经干细胞(neural stem cells,NSCs)在临床应用中有广阔的前景,一直是近年来的研究热点。NSCs具有无限的增殖分裂能力,它的主要生物学特征包括：具有多向分化潜能,能分化成本系大部分类型的细胞即神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞：具有自我更新和自我维持的能力。在多数情况下,成体干细胞分化为与其组织来源一致的细胞,但是在某些情况下,成体干细胞的分化并不遵循该规律,表现出很强的跨系或跨胚层分化潜能。 神经干细胞移植能否对萎缩的小脑发挥有效的治疗作用?细胞移植后的存活时间有多长?细胞移植后的迁移情况?干细胞治疗CA的确切机制是什么?移植细胞和宿主细胞之间是否建立了某种信息传递方式?目前研究结论尚未达成一致。国内外学者对NSCs的体外研究做了大量工作并取得较多共识。然而,在临床前期细胞移植后的体内实验研究方面仍然面临着许多困惑。细胞移植治疗的安全性和有效性方面存在诸多有待解决的问题。 超顺磁性氧化铁(superparamagnetic iron oxide,SPIO)是纳米分子探针,因其良好的生物相容性和MR信号敏感性而成为研究热点。通过分子影像探针的成像来显示标记的靶细胞、靶分子和靶基因,是目前分子成像的主要成像机制。MRI具有无放射性、较高的软组织分辨能力和良好的重复性而倍受推崇。本课题的目的是研究超顺磁性氧化铁标记神经干细胞移植治疗小脑萎缩大鼠的效果,探讨干细胞脑内示踪技术,为干细胞治疗小脑萎缩的临床应用提供实验依据。 研究内容和方法： 本实验首先建立症状稳定的小脑萎缩动物模型,利用SPIO标记神经干细胞,采用脑立体定向NSCs移植,MRI示踪移植的NSCs进行动态研究。课题研究共分为三部分。第一部分：通过3-AP腹腔注射建立小脑萎缩的大鼠动物模型。第二部分：进行胚胎小脑神经干细胞体外扩增和超顺磁性氧化铁标记。第三部分：将SPIO标记的NSCs移植到小脑萎缩大鼠的小脑齿状核团,进行核磁共振的脑内活体追踪。 研究结果： 1、3-AP腹腔注射可以选择性损毁大鼠的下橄榄核,造成其内的神经元丧失,由此发出投射到小脑的攀缘纤维蜕变,从而使得小脑PC功能障碍,进一步影响到小脑,导致平衡功能的障碍。该方法建立的动物模型成功率85％,而且症状表现稳定。 2、超顺磁性氧化铁可标记NSCs标记率100％,且不影响神经干细胞活性。 3、磁共振追踪显示在细胞移植后的第1、4、6周细胞大量存活并沿穿刺道向周围迁移。 4、行为学方面NSCs移植治疗组大鼠的运动功能及平衡功能改善。 结论： NSCs脑内移植可以显著改善小脑萎缩大鼠运动平衡功能,移植的神经干细胞在大鼠脑内存活且向周围迁移,核磁共振能够活体追踪SPIO标记的神经干细胞,有利于了解干细胞在活体内的存活和迁移。小脑萎缩

目录

论文说明：英文缩略词索引

声明

摘要

前言

第一部分 小脑萎缩大鼠模型的建立

实验材料

实验方法

实验结果

讨论

小结

参考文献

附图

第二部分小脑神经干细胞体外扩增和超顺磁性氧化铁标记

实验材料

实验方法

实验结果

讨论

小结

参考文献

附图

第三部分 SPIO标记神经干细胞移植治疗CA大鼠的MRI活体追踪

实验材料

实验方法

实验结果

讨论

小结

参考文献

附图

结语

创新点与不足之处

本研究的不足之处

附录 小脑共济失调的神经干细胞移植治疗进展

脊髓小脑共济失调3型的临床表现与基因诊断

在读期间发表论文3篇及参加科研工作情况

致谢