神经干细胞移植治疗老年痴呆

中国组织工程研究第20卷第19期2016–05–06出版ChineseJournalofTissueEngineeringResearchMay6,2016Vol.20,No.19P.O.Box10002,Shenyang110180·研究原著·张颖，女，1973年生，河北省涉县人，汉族，2003年河北医科大学毕业，副主任医师，主要从事老年期痴呆研究。中图分类号:R394.2文献标识码:B文章编号:2095-4344(2016)19-02838-06稿件接受：2016-03-20，闫洪娟1，郭建华1，罗秋华1，李晓辉2(1邯郸市第一医院老年病二科，河北省邯郸市056000；2河北大学附属医院老年病科，河北省保定市071000)引用本文：张颖，闫洪娟，郭建华，罗秋华，李晓辉.神经干细胞移植治疗老年痴呆[J].中国组织工程研究，2016，20(19):2838-2843.DOI:10.3969/j.issn.2095-4344.2016.19.015ORCID:0000-0002-2858-3952(张颖)文章快速阅读：神经干细胞：肿瘤干细胞：具有分化为神经神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞的能力，能自我更新，并足以提供大量脑组织细胞的细胞群，是一类具有分裂潜能和自更新能力的母细胞，它可以通过不对等的分裂方式产生神经组织的各类细胞。需要强调的是，在脑脊髓等所有神经组织中，不同的神经干细胞类型产生的子代细胞种类不同，分布也不同。老年痴呆：又名阿尔茨海默症，是最常见的神经退行性疾病，其特点是渐进性认知死亡，最大的危害是造成大量的神经细胞功能障碍，最终导致记忆丧失，在临床上主要症状为记忆衰退，认知能力大幅下降，相关机制并未完全掌握，病理表现主要包括大脑皮质和海马CA1区的损伤，海马区被证实为重要的学习和记忆功能区。摘要背景：神经干细胞移植已应用于临床治疗脑瘫等脑损伤疾病，但对老年痴呆的相关研究并未深入。目的：观察神经干细胞移植对老年痴呆大鼠行为学及免疫调节系统的影响。方法：选取SD大鼠35只，切开脑后皮肤，在脑内海马区注射鹅膏蕈酸，建立老年痴呆模型；另取SD大鼠10只，切开脑后皮肤，在脑内海马区注射生理盐水，作为假手术组。将造模成功的32只老年痴呆大鼠随机分为2组，每组16只，实验组于脑内海马区注射5×109L-1的同种异体神经干细胞悬液；模型组仅穿刺，不注射任何物质，移植后4周，对3组大鼠进行Morris水迷宫实验，连续5d；水迷宫实验1周后，检测3组大鼠脑组织匀浆白细胞介素1、白细胞介素10水平，观察脑组织病理形态学变化。结果与结论：①Morris水迷宫实验：模型组认知和记忆能力均明显低于假手术组(P0.01)，实验组空间学习能力、记忆能力均显著高于模型组(P0.05，P0.01)。②脑组织匀浆炎炎性因子：模型组白细胞介素1、白细胞介素10水平明显高于假手术组(P0.01)，实验组白细胞介素1、白细胞介素10水平明显低于模型组(P0.01)。③脑组织病理：模型组神经元细胞明显少于假手术组，实验组神经细胞数目明显多于模型组。④结果表明，神经干细胞移植对老年性痴呆大鼠神经元具有补充和保护作用，可明显改善动物的学习和记忆能力。关键词：干细胞；移植；神经干细胞；老年痴呆；动物研究；干细胞移植神经干细胞的分化自我更新神经干细胞神经胶质祖细胞少突胶质少突胶质细胞星形胶质细胞神经元特化的细胞(承诺)神经元祖细胞祖细胞增殖张颖，等.神经干细胞移植治疗老年痴呆ISSN2095-4344CN21-1581/RCODEN:ZLKHAH2839主题词：干细胞；神经干细胞；阿尔茨海默病；痴呆；组织工程基金资助：河北省医学科学研究重点课题(20130921)NeuralstemcelltransplantationforAlzheimer’sdiseaseZhangYing1,YanHong-juan1,GuoJian-hua1,LuoQiu-hua1,LiXiao-hui2(1SecondDepartmentofGeriatrics,FirstHospitalofHandan,Handan056000,HebeiProvince,China;2DepartmentofGeriatrics,AffiliatedHospitalofHebeiUniversity,Baoding071000,HebeiProvince,China)AbstractBACKGROUND:Neuralstemcelltransplantationhasbeenusedtotreataseriesofbraininjurydiseases,suchascerebralpalsy,butitseffectonAlzheimer’sdiseaseisrarelyreported.OBJECTIVE:ToobservetheeffectofneuralstemcelltransplantationonthebehaviorandimmuneregulatingsystemofAlzheimer’sdiseaserats.METHODS:Thirty-fiveSprague-DawleyratswereenrolledtomakeapostcerebralincisionandgivenhippocampalinjectionofamanitaphalloidesacidtoestablishratmodelsofAlzheimer’sdisease.Another10ratswereonlygivenhippocampalinjectionofnormalsalineafterpreparationofpostcerebralskinincisionasshamoperationgroup.Then32successfulratmodelswererandomlydividedintotwogroups(n=16pergroup):ratsinexperimentalgroupwereadministratedhippocamalinjectionof5×109/Lallogeneicneuralstemcellsuspension;thoseinmodelgroupweregivennoinjection.Five-dayMorriswatermazetestwasconductedat4weeksaftertransplantation.At1weekafterMorriswatermazetest,levelsofinterleukin-1andinterleukin-10inthecerebralhomogenateweredetected,aswellaspathologicalchangesofbraintissueswereobservedinthethreegroups.RESULTSANDCONCLUSION:Comparedwiththemodelgroup,theabilitiesofcognitionandmemoryweresignificantlyhigherintheshamoperationgroup(P0.01),andtheabilitiesofspatiallearningandmemoryweresignificantlyhigherintheexperimentalgroup(P0.05,P0.01).Levelsofinterleukin-1andinterleukin-10inthemodelgroupweresignificantlyhigherthanthoseintheshamoperationgroup(P0.01)butsignificantlylowerthanthoseintheexperimentalgroup(P0.01).Besides,thenumberofneuronsinthemodelgroupwasobviouslylessthanthatintheexperimentalandshamoperationgroup.TheseresultsindicatethatneuralstemcelltransplantationsupplementsandprotectsneuronsagainstAlzheimer'sdiseaseinrats,therebysignificantlyimprovingthelearningandmemoryability.Subjectheadings:StemCells;NeuralStemCells;AlzheimerDisease;Dementia;TissueEngineeringFunding:theMedicalScientificResearchKeyProjectofHebeiProvince,No.20130921Citethisarticle:ZhangY,YanHJ,GuoJH,LuoQH,LiXH.NeuralstemcelltransplantationforAlzheimer'sdisease.ZhongguoZuzhiGongchengYanjiu.2016;20(19):2838-2843.0引言Introduction老年痴呆症[1-7]，又名阿尔茨海默症[8]，是最常见的神经退行性疾病，其特点是渐进性认知死亡，最大的危害是造成大量的神经细胞功能障碍，最终导致记忆丧失，在临床上主要症状为记忆衰退，认知能力大幅下降，相关机制并未完全掌握，病理表现主要包括大脑皮质和海马CA1区的损伤[9]，海马区被证实为重要的学习和记忆功能区。老年痴呆的主要病变部位有海马区神经元退化减少，但目前还没有完全治愈或预防老年痴呆的临床药物出现。胚胎神经干细胞移植可能是一种有效的治疗老年痴呆的方法[10]。采用鹅膏蕈酸造模的方法来研究神经干细胞干预治疗老年痴呆的研究尚不多。实验探讨神经干细胞移植对鹅膏蕈酸脑内注射造成的老年痴呆大鼠行为学和免疫调节系统的影响。1材料和方法Materialsandmethods1.1设计随机对照动物实验。1.2时间及地点于2014年6月至2015年6在邯郸市第一医院实验室完成。1.3材料实验动物：SPF级雄性SD大鼠45只，体质量(235±10)g；雄性SPF级SD大鼠乳鼠(10d)10只，均购自河北省实验动物中心。张颖，等.神经干细胞移植治疗老年痴呆P.O.Box10002,Shenyang110180方法老年痴呆大鼠模型的建立和实验分组：取SD大鼠45只，适应性饲养约7d后，参照文献[11]的研究方法用10%水合氯醛1.0-1.2mL/只腹腔注射麻醉，将其头部毛发轻轻剪去，将动物头部固定在脑立体定位仪上，在手术前充分做好消毒工作，在头皮中间的位置纵向切口，用手术镊子和剪刀轻轻剥离表面黏膜，再用体积分数5%双氧水在头骨上轻轻擦拭直至头骨间隙清晰。抽取2μL鹅膏蕈酸(2.5g/L)，定位回原来所定的点上，向硬膜下移动6mm，找到进针部位。选取其中35只大鼠注射鹅膏蕈酸5μg，在5-10min内注完，注射时要保持注射速度均一，注射后静置5min；另10只大鼠注射生理盐水，作为假手术组，缝合大鼠头皮，最后用乙醇消毒，涂抹碘酒后并腹腔注射青霉素4×104U/只，1次/d，连续用药7d。术后放置舒适的条件下直至清醒。模型筛选：海马区注射鹅膏蕈酸之后，死亡3只动物，其余均存活