作者:陈江瑛作者单位:广州市红十字会医院 神经内科, 广东 广州 510220 $ e; c& l9 D2 s& q" p0 _) q A6 _- y7 P4 f; X1 U 1 i; L, m+ N, b9 Z
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【摘要】 目的 研究神经干细胞脑内移植对双侧颈总动脉永久性结扎(2VO)所致血管性痴呆(VD)大鼠认知功能的改善作用。 1 S* ^$ U. N+ [; p" M+ Y4 b 【关键词】神经干细胞 移植 血管性痴呆 认知功能 4 o4 @+ ^' ^$ r6 f: e( k Study on cognitive function improvement after transplantation of neural stem cells into brain of rats with vascular dementia . J' u1 b* f a5 H, f, U2 N1 P' B1 _7 q: m( }
CHEN Jiangying, ZHANG Suping, HE Rui,WANG Muzhen,LIANG Ruihua,XU Wuhua! ~& e4 j2 }9 k
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(Department of Neurology, Guangzhou Red Cross Hospital, Guangzhou,Guangdong510220)( G% x. q% p) n9 L
9 I- c9 t1 p7 K( P Abstract:Objective To study improvement of cognitive function impairment of vascular dementia rats induced by a permanent bilateral ligation of common carotid arteries (2VO) after transplantation of neural stem cell in brain. Methods VD model of rats was established by 2VO. The Morris water test was performed to detect difference in the cognitive function between VD group and control group. After transplantation of neural stem cell in brain, cognitive function improvement of VD treatment group was observed. ResultsNeural stem cell could be differentiated into mature neuron after transplantation into rat brain. Morris water test showed that latency time was shorter and average velocity was increased in VD treatment group. Conclusion Cognitive function impairment could be improved by transplantation of neural stem cell in brain in VD rats. / }3 Q/ k& h0 y/ d9 ]7 b9 L0 ~( k: r+ T% j+ I3 g
Key words:neural stem cell; transplantation; vascular dementia ; cognitive function ' e% z% M4 q1 H4 l - {4 p$ W# O8 c) K 血管性痴呆(vascular dementia, VD)是指各种脑血管疾病引起的脑功能障碍而产生的获得性智能损害综合征,以记忆、认知功能缺陷为主,是老年性痴呆中最常见的类型之一,仅次于阿尔茨海默(Alzheimer)病,目前尚没有肯定的治疗方法可以改善整个病程[1]。近年来,干细胞技术的基础研究逐渐完善,特别是神经干细胞的脑内移植研究的逐渐开展,给许多难治性神经系统疾病的治疗带来希望。本文采用神经干细胞脑内移植治疗VD模型大鼠,研究其对VD大鼠认知功能的治疗作用。 ' ?' O8 J# l8 S4 ^6 v* E: `, F4 S* z) x/ J+ o# H
1材料与方法 1 j% W0 ?$ ~! p8 [8 `5 ^ 4 ]4 Y: E% q, U1 F3 b; S+ l) w8 c) {5 T8 w% u
J7 z7 O. a+ k' Q8 F2 T9 k 出生后第1天SD大鼠4只;老龄健康SD大鼠30只,月龄大于16个月,雄雌各半,体质量300~450 g,由中山大学北校区实验动物中心提供,合格证号:(医动字)第2699c016号;混合培养基DMEM/F12(1∶1)干粉购置Hyclone公司;bFGF、EGF、无血清培养添加剂B27购自Gibco公司;兔抗大鼠神经元核抗原单抗(NeuN)和抗nestin单抗购自Chemicon 公司;胞膜红色荧光标记物(PKH26)购自Sigma公司;其他试剂为国产分析纯,购自南京化学试剂公司。 ! @# w; M6 } v4 [ m % }9 q/ G; }( m* k8 W% K4 h! B 1.1神经干细胞的分离培养和纯化( U) b; R4 K7 F, ?4 {- u
+ ?, Q9 G* r' B" C Fig.4Average velocity at which rats find platform t _6 q: C) L: @ \& _
( r! `* f/ t9 i4 X 图5大鼠入水后找到实台的潜伏期(略) % Y- x- d) D7 q) N M6 Q7 ^! J1 I2 L& Z% }# {# d# Y8 E8 H
Fig.5Latent period for rats finding platform 9 n& S. ` X7 j8 e; c& d& J' N- |/ @8 t: s! G2 G' v* b3 R4 m3 r. w
3讨论+ ~5 s" z+ [1 f) {3 P `$ C% {
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VD动物模型的建立方法,主要有双侧颈总动脉结扎模型、四血管阻断法、血管内栓塞法、VD自发模型等。持久性双侧颈总动脉结扎法建立动物模型,较其他方法制作简单,可以造成稳定的不完全性前脑缺血,而脑干灌流良好,能维持生命中枢的基本功能,接近慢性脑灌注不足时脑组织病理生理演变过程,适用于慢性脑缺血的研究[5]。本实验表明,用该方法建立的VD动物模型,没有明显的运动障碍,利于长时间观察和研究,且经Morris水迷宫实验证实,大鼠的学习记忆能力有明显下降。 4 J( ?, H7 Y# _3 E, v. X4 O - t& j5 C, ]1 S+ D . G5 l* u* ?: i( C' a6 S, [6 w0 d q
神经干细胞是指具有自我更新能力并且能够分化为神经组织主要成分——神经元、星形胶质细胞以及少突胶质细胞的一种干细胞[6]。目前,神经干细胞脑内移植治疗难治性神经系统疾病成为近年来的研究热点,Nishino等[7]将胚胎大鼠中脑的神经干细胞经体外培养两周后移植给帕金森病大鼠模型,使由甲基苯丙胺诱导产生的旋转大鼠症状半数以上明显改善。Gao等[8]将人胚胎干细胞移植入脑损伤大鼠脑内,发现2周后,大鼠的认知功能得到一定的改善。Cameron等将外源性神经干细胞移植入海马内,受其内环境影响,亦分化成神经元[9]。叶建新[10]等从新生大鼠的脊髓中分离培养出神经干细胞,然后移植入大鼠血管性痴呆大鼠脑内,免疫组化证实,移植组大鼠脑内可见到较多的胆碱乙酰转移酶能(ChAT+)神经元,而痴呆组大鼠脑内ChAT+神经元分布稀疏,数量明显减少,ChAT+神经元越多说明胆碱乙酰转移酶活性越高,合成的ChAT则增加,对于修复痴呆大鼠的记忆障碍提供理论依据。 7 s4 o# n' T( [" ~& s( k% G( w1 H6 e4 d5 E
9 `: Y5 o7 r: ]/ y & `( m7 e8 o& Q) U l5 F5 v 对移植的神经干细胞进行预先标记,以便于移植后对它们的存活和分化进行追踪。本实验用红色荧光标记物标记的神经干细胞,将其移植入痴呆大鼠的脑组织,结果发现在损伤的脑组织内有许多被荧光标记的细胞,而且较为分散,这说明移植进入脑组织的神经干细胞不但能存活,而且存在着迁移的现象,目前不清楚是哪些信号诱导了神经干细胞的迁移,以及存活细胞的比例是多少。本研究表明,VD大鼠和假手术组大鼠相比,认知功能下降,当给予神经干细胞脑内移植后,VD大鼠的认知能力与未给予治疗的VD组相比,认知功能得到明显改善。这说明植入的神经干细胞参与了损伤脑组织的修复过程或替代了坏死神经细胞的功能。然而神经干细胞与周围的神经细胞如何建立突触联系,还值得进一步深入研究。 ! b, T' ~1 e6 s! z1 @4 A+ J1 y. D F5 I8 M5 t/ p
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神经干细胞脑内移植是治疗VD的一种潜在的方法,为恢复脑缺血损伤后的脑功能提供了新的思路。# {: A) \0 Z/ G. v3 Y8 z
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