自体骨髓基质干细胞移植联合电刺激疗脊髓损伤的实验研究

摘要

脊髓损伤(spinal cord injury，SCI)能够引起严重的、持久性的神经功能的缺失。尽管目前尚无特别有效的治疗方法，但动物实验中的细胞移植策略不失为一种促进脊髓损伤后功能恢复的好方法。 用来进行细胞移植的细胞种类很多，其中骨髓基质干细胞(mesenchymal stem cells，MSCs)具有向多种细胞分化的潜能，能分化成为骨细胞、软骨细胞、肌细胞、神经胶质细胞和神经细胞。相比较其他细胞，骨髓基质干细胞具有很明显的优点，它们可以相对容易的从病人自身骨髓分离采集，没有伦理道德方面的限制，解决了异体移植引起的免疫排斥反应，并且不会对神经系统造成再次损伤；再者它们可以比较容易的在体外扩增到治疗数量；加之，它们已经在临床治疗造血系统疾病应用很多年了，临床应用性和安全性都已经建立。研究还证实骨髓基质干细胞诱导而成的多种细胞能明显的表达不同细胞的特性，特别是最近一些试验证明骨髓基质干细胞至少可以分化成对神经递质敏感的并且具有神经电生理功能的细胞，并可以分泌多种神经因子，这些神经因子可以促进受损的髓鞘和神经纤维恢复。 在以往的研究中，电刺激并不是最主要的治疗方法，但是越来越多的研究证明电刺激对神经功能恢复的作用被低估了。研究显示应用脉冲电刺激可以：(a)产生与脊髓损伤后内生损伤电流相反的微电流，减轻脊髓损伤后的内生性损伤;(b)提高神经细胞多种酶的活性、轴突的传递功能、细胞的新陈代谢，并且有利于细胞的再生; (c)改变神经细胞的功能状态，影响受内含成分为甘氨酸调节的神经细胞的应激性; (d)诱导神经细胞通过标记好的轨迹向应用电压梯度后的负极生长。 以此设计本实验，将自体骨髓基质干细胞移植和电刺激联合应用来治疗脊髓损伤，检验能否达到更好的治疗效果，并通过BBB评分、SEP检验、免疫组化和MRI来评估治疗效果。 目的：探讨大鼠脊髓损伤后自体骨髓基质干细胞移植联合电刺激治疗的效果。 方法：在本实验中，共用60只雄性SD大鼠。数控脊髓损伤打击器制备更贴近于人类的脊髓损伤模型。脊髓损伤后7天，我们从每只大鼠自身股骨上收集并标记骨髓基质干细胞。大鼠被随机分成4组，第一组(A组)(n=15)仅接受骨髓基质干细胞干细胞移植的治疗，第二组(B组)(n=15)仅接受电刺激治疗，第三组(C组)(n=15)接受骨髓基质干细胞移植加电刺激治疗，对照组(D组)(n=15)接受注射磷酸盐缓冲溶液(phosphate buffer solution，PBS)治疗。在脊髓损伤前后分别进行功能评定，应用BBB(Basso-Beattie-Bresnehan ； BBB)评分法和SEP(somatosensory evoked potential，SEP)检测。并用Brdu(Bromodeoxyuridine，Brdu)标记来观察细胞的存活情况。MRI神经纤维束三维成像及DTI(diffusion tensor imaging，DTI)成像技术检验脊髓的恢复情况。 结果：BBB评分在实验组要比对照组高，移植4周后的组间比较差异有统计学意义(P<0.05).SEP检测在移植后第7和8周的潜伏期及波幅上的差异具有统计学意义(P<0.05)。组织学上显示在脊髓损伤部位有大量Brdu标记的细胞生存。MRI神经纤维三维重建成像及DTI成像在移植后第7、8周也有明显的恢复。 结论：我们得出三种不同的治疗都在脊髓损伤后的功能测定及组织病理学检测上有提高，但以骨髓基质干细胞移植联合电刺激治疗一组的效果最明显。

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