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第一部分 Bdnf基因修饰的大鼠骨髓间质干细胞获取及鉴定
目的:构建带有大鼠Bdnf基因之慢病毒载体,并感染大鼠骨髓间质干细胞(ratmesenchymalstemcells,rMSCs)后,进一步检测BDNF表达从而获得有生物活性Bdnf修饰的rMSCs(Bdnf-rMSCs)。
方法:提取大鼠海马总RNA,通过RT-PCR技术获得大鼠Bdnf基因编码区(CDS)片段,构建慢病毒载体质粒PNL-BDNF-IRES2-EGFP,在脂质体介导下与包装质粒HELPER,包膜质粒VSVG共转染293T细胞包装生产慢病毒。提取新鲜骨髓,体外分离rMSCs并培养、鉴定。浓缩病毒测定滴度后感染2-4代rMSCs,荧光激发及细胞化学以鉴定。
结果:Bdnf基因测序结果与Genbank报道序列完全一致。构建的慢病毒载体质粒PNL-BDNF-IRES2-EGFP经SalI和BamHI双酶切鉴定正确,三质粒共转染293T细胞后荧光激发可见大量绿色荧光。收集、浓缩病毒后测定滴度为6.7×107TU/ml,提取病毒基因组经PCR证实Bdnf基因插入。感染rMSCs后荧光激发可见绿色荧光,RT-PCR检测示BDNF-rMSCs组BDNFmRNA水平表达较空载体-rMSCs组及rMSCs组高,细胞化学检测有BDNF蛋白表达。
结论:成功构建带有Bdnf基因之慢病毒载体,并借此获得BdnfCrMSCs基因工程干细胞,该细胞可大量表达BDNF蛋白,为下一步Bdnf-rMSCs移植治疗脑缺血损伤奠定了基础。
第二部分 Bdnf-rMSCs基因工程干细胞静脉移植对脑梗死的治疗作用
目的:Bdnf-rMSCs经静脉移植入大脑中动脉栓塞大鼠,观察其在脑内存活、分化情况,及对病灶组织结构和神经功能恢复的作用。
方法:运用改良ZeaLonga的线栓法制备大鼠大脑中动脉栓塞模型,随机分为对照组、Bdnf-rMSCs组及空载体-rMSCs组。栓塞术后24h经尾静脉,对照组注射0.1M磷酸盐缓冲液(PBS)lml,Bdnf-rMSCs和空载体-rMSCs组分别注射Bdnf-rMSCs细胞悬液以及空载体-rMSCs细胞悬液各lml。各组大鼠分别于术后24h及移植后1W应用modifiedNeurologicalSeverityScores(mNSS)评价神经功能状况,同时应用荧光激发及免疫组化技术检测Bdnf-rMSCs和空载体-rMSCs在脑内存活、分化情况。
结果:与对照组相比,空载体-rMSCs及Bdnf-rMSCs移植组大鼠神经功能改善明显,mNSS评分差异有统计学意义(p<0.001),而两移植组间mNSS评分差异亦有统计学意义p<0.001),Bdnf-rMSCs移植组明显优于空载体-rMSCs移植组。移植后lW组织学观察,与对照组相比两移植组梗死区脑组织结构恢复较好。Bdnf-rMSCs和空载体-rMSCs移植组在荧光激发下均可见EGFP阳性细胞在梗死区及其周边区聚集并存活,其中Bdnf-rMSCs移植组中存活细胞大量表达BDNF,两移植组中均有部分细胞同时表达神经元特异性烯醇化酶(NSE)、神经丝蛋白(NF-200)或星型胶质细胞标志物神经胶质纤维酸性蛋白(GFAP)等。
结论:Bdnf-rMSCs经静脉移植后在宿主脑内能够存活、分化表达神经细胞表型NSE、NF-200、GFAP。rMSCs与BDNF可协同作用促进脑梗死后神经功能恢复,这为将来基因工程干细胞移植治疗脑梗死提供了理论依据。