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目的探讨hUC-MSCs来源的SDF-1α对HIBD神经功能修复的作用及可能机制。方法 1、流式细胞技术(Flow cytometry)检测hUC-MSCs表面标志物,三向诱导hUC-MSCs分化并对hUC-MSCs增殖能力进行鉴定。2、利用Rice法建立HIBD大鼠模型,5d后侧脑室注射hUC-MSCs,同时以等体积注射PBS为对照组。细胞移植后1d,收集损伤侧脑组织行HE染色;ELISA检测损伤侧海马组织hSDF-1α分泌水平。细胞移植28d后,Morris水迷宫检测两组大鼠的学习记忆功能,Object-in-place检测两组大鼠的新事物探索能力。Western Blotting检测海马组织中SDF-1α、CXCR4、Nestin、PI3K/AKT信号通路关键蛋白表达水平变化。利用Nestin和Brdu双标,免疫荧光观察大鼠海马区神经再生情况。3、体外分离培养原代大鼠神经干细胞,并对其进行鉴定。OGD损伤的神经干细胞与hUC-MSCs进行分离共培养,同时以单独OGD损伤神经干细胞组(OGD组)为对照组,并在共培养体系中加入hSDF-1抗体以中和hSDF-1α的作用。ELISA检测三组培养上清中hSDF-1α分泌情况,CCK-8试剂盒检测OGD损伤的神经干细胞增殖变化;Western Blotting检测PI3K/AKT信号通路关键蛋白表达水平变化。结果 1、hUC-MSCs经流式细胞技术检测,95%以上的细胞表达CD44+,CD105+,HLA-ABC+,HLA-DR-和CD45-,且其可向成骨、成脂、成软骨诱导分化。2、hUC-MSCs移植后对HIBD大鼠脑组织病理形态观察发现,海马组织细胞排列较紧密,细胞肿胀、核固缩、空泡情况较PBS组明显改善。hUC-MSCs移植组大鼠在第2-5d定位航行实验中,找到平台所用时间较PBS组明显缩短(P<0.001),第6d空间探索实验中穿过平台所在区域的次数也明显多于PBS组(P=0.0023)。且hUC-MSCs移植组大鼠对新事物的探索能力明显强于PBS组(P=0.0016)。进一步检测发现hUC-MSCs移植后HIBD大鼠海马区Nestin蛋白表达水平较PBS组显著升高(P<0.0001);海马DG区再生神经干细胞数量明显增多(P=0.0229)。h UC-MSCs移植后HIBD大鼠海马组织中hSDF-1α分泌水平增加(P=0.0096),而且SDF-1α、CXCR4蛋白表达水平也较PBS组增高(P=0.0022;P=0.0287)。进一步发现hUC-MSCs的移植激活了HIBD大鼠海马组织中PI3K、AKT及p-AKT蛋白表达水平(P=0.0491;P=0.0040;P=0.0228)。3、ELISA检测显示,与hUC-MSCs分离共培养的OGD损伤NSCs培养上清中hSDF-1α分泌水平显著高于单独OGD组(P=0.0021),而h SDF-1抗体的处理明显降低共培养体系中hSDF-1α浓度(P=0.036)。hUC-MSCs分离共培养增强OGD损伤的神经干细胞的增殖能力(P=0.0011),而hSDF-1抗体加入共培养体系后,OGD损伤的神经干细胞增殖能力较hUC-MSCs共培养组明显减弱(P<0.0001)。并且hUC-MSCs分离共培养可诱导OGD损伤的神经干细胞高表达PI3K、p-AKT(P=0.0133,P=0.0044),而当hSDF-1抗体拮抗了共培养体系中的hSDF-1α后,OGD损伤的神经干细胞中的PI3K、p-AKT蛋白表达水平明显下调(P=0.0109,P=0.002)。结论 hUC-MSCs移植增加HIBD大鼠海马组织hSDF-1α分泌水平,促进海马区再生的神经干细胞数量增多。其机制可能是通过上调SDF-1α、CXCR4蛋白表达水平,激活PI3K/AKT信号通路,诱导神经干细胞再生。