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前言:
周围神经损伤后,碱性成纤维细胞生长因子(basicfibroblastgrowthfactor,bFGF)对神经再生的作用表现在:促进神经胶质细胞分裂增殖、促进神经轴索再生和血管壁细胞增生、重建纤维联系以及改善微循环。bFGF的表达程度可以作为衡量神经再生水平的标准之一。
硫酸软骨素蛋白聚糖(chondroitinsulphateprotcoglycans,CSPGs)广泛存在于神经内膜,被证实具有抑制轴突生长及抑制细胞外基质其他成分促神经生长的作用。在周围神经损伤时,使用硫酸软骨素酶ABC(chondroitinaseABC,C-ABC)被证明能够有效地降解CSPGs:骨髓间充质干细胞(bonemarrowmescnchymalstemcells,BMSCs)作为构建组织工程化移植体的种子细胞,具有巨大潜能。研究发现,C-ABC处理同种异体脱细胞神经支架(acellularncrvcallograft,ANA)并联合BMSCs共同构建的神经移植物,用于修复周围神经损伤,可以提高大鼠再生神经轴突生长的成功率,但作用机制尚不明确。
本研究应用C-ABC联合BMSCs构建神经移植物修复大鼠坐骨神经损伤,首次选用bFGF作为检测指标,观察神经再生过程中不同时间内bFGF的动态变化,探讨其在C-ABC+BMSCs移植物修复神经损伤作用中是否存在高表达;并进一步探讨bFGF对神经再生的影响以及发挥的作用,揭示bFGF与C-ABC联合BMSCs修复大鼠坐骨神经损伤的关系,为临床上组织工程支架的优选提供理论依据。
实验方法:
一、组织工程神经移植体的构建
化学萃取法制备ANA,置于4℃无菌磷酸盐缓冲液(pH7.2)中保存:无菌条件下分离双侧胫骨和股骨,收集全部骨髓细胞,融合时按1:2接种传代;取生长状态良好的第3代细胞,行流式细胞术检测细胞表面标志物的表达;透射电镜下观察ANA及正常神经超微结构;免疫组化染色观察ANA细胞外基质;ANA浸泡于C-ABC中,水浴复合培养;取C-ABC处理后的ANA注射第3代BMSCs于培养箱内静置培养。
二、bFGF在再生神经中的检测
实验动物分为3组;ANA组作为对照组、C-ABC联合BMSCs处理ANA组作为实验组、正常神经组,对照组和实验组造成坐骨神经10mm缺损后行桥接术,于术后1d、3d、7d、15d、4w、8w、12w分别对各组大鼠再生神经近侧端取材,行免疫荧光法、Western-blotting、Real-timePCR检测bFGF的动态表达。
三、统计学分析
所得数据应用SPSS13.0软件处理,进行统计学分析,实验数据以均数±标准差(-x±S)表示。检验标准α=0.05,当P<0.05为差异有统计学意义。
实验结果:
1、第3代BMSCs细胞形态均匀,与成纤维细胞形态相似,排列规则,表面标志物CD29、CD90呈阳性,CD45、CD34呈阴性。
2、透射电镜与免疫组化观察脱细胞神经移植物,与正常神经相比ANA内轴突和髓鞘均已消失,基底膜管完整。
3、免疫荧光结果显示,移植术后1d、3d,ANA组和C-ABC+BMSCs组内bFGF的表达与正常神经组比较略有增加,差异无统计学意义;术后7d可见ANA组bFGF表达明显接近于实验组,两组IOD值近似相等;术后15d实验组bFGF表达程度仍维持上升趋势,而ANA组略有下降,两组间比较无统计学意义;术后4w,ANA组IOD明显下降,与实验组比较有统计学意义;术后8w,实验组bFGF表达程度仍呈上升趋势,且与正常神经组与ANA组比较均具有统计学意义;术后12w,实验组表达下降,ANA组表达微量。
4、Western-blotting显示C-ABC+BMSCs组8wbFGF蛋白表达最高,与正常组、1d、3d比较均具有统计学意义;ANA组中bFGF蛋白在7d表达较其他时间点有明显上升趋势,但差异没有统计学意义。
5、Real-timePCR结果采用随机区组设计方差分析,以处理因素分组:在8w时间点,bFGF相对mRNA在实验组表达最高,与正常组和ANA组比较有统计学意义;以时间因素分组:在实验组可见,与1d、3d比较,bFOF相对mRNA在8w表达显著增高。
结论:
1、bFGF在单纯脱细胞坐骨神经移植物近端的表达在移植术后逐渐增高,在7d时间点达到高峰,后逐渐降低至低于其在正常神经内的表达水平。
2、与单纯脱细胞同种异体神经移植物修复效果相比,应用种植BMSCs的脱细胞同种异体神经移植物联合C-ABC处理修复大鼠坐骨神经缺损,可推延bFGF峰值的出现,并增加bFGF的表达,对神经再生起正向作用。