缝隙连接介导的脂肪干细胞来源施万细胞移植治疗运动皮层损伤大鼠偏瘫模型修复机制的研究

The therapeutic effect of cell transplantation has been confirmed in repairing nervous system diseases，but the underlying mechanism remains elusive．Communication between the grafted cells and the host plays a critical role in neural functional network reestablishment. Gap-junctional coupling may be an early and essential way for grafted cells to integrate into host neural circuitry which may be critical for host cell viability.. We have firstly reported that Schwann cells differentiated from adipose derived stem cells （ADSCs–SCs）could be a novel and important seed cell source, and ADSC‑SCs transplantation significantly promoted functional recovery of rats following brain contusion. Next, we plan to determine the expression of connexin and gap junction intercellular communication between ADSCs–SCs and neuron or astrocytes both in vitro and in vivo. In addition, the effect of gap junction blockers which inhibit the gap junction intercellular communication and the RNA interference against connexin43 of ADSCs-SCs will be studied, as to further explore the repairing mechanisms mediated by gap junctions. We will discuss the potential application of ADSCs–SCs for brain injuries and the possible mechanism mediated by gap junctions for the first time. It will be help to clarify the mechanism of cell transplantation , providing a highly promising therapeutic option for patients with various brain diseases.

细胞移植可治疗神经系统疾病，但其作用机制不明。移植细胞和宿主细胞建立信息连接是中枢神经系统功能性网络重建的关键,这一过程早期取决于能否建立通畅的缝隙连接通讯。我们在前期研究中首次报道脂肪干细胞来源施万细胞（ADSCs–SCs）可成为修复脑损伤新的种子细胞来源，能大幅度改善运动皮层受损大鼠的运动功能。下一步我们从细胞水平验证ADSCs–SCs可与皮层神经元、星型胶质细胞形成缝隙连接，同时在ADSCs –SCs移植治疗运动皮层损伤大鼠中证实移植细胞和宿主细胞能成功建立缝隙连接。利用特异性缝隙通道抑制剂-辛醇和RNAi技术沉默ADSCs –SCs的Cx43基因，反证缝隙连接的重要作用。并进一步探讨缝隙连接介导的修复机制是否与抑制细胞凋亡、胶质增生和内源性干细胞动员相关。本研究首次从缝隙连接的角度探讨ADSCs–SCs移植治疗脑损伤的作用机制，有助于阐明细胞移植修复机理，为临床治疗提供理论基础。

细胞移植可治疗神经系统疾病，但其作用机制不明。移植细胞和宿主细胞建立信息连接是中枢神经系统功能性网络重建的关键,这一过程早期取决于能否建立通畅的缝隙连接通讯。我们在前期研究中首次报道脂肪干细胞来源施万细胞（ADSCs–SCs）可成为修复脑损伤新的种子细胞来源，能大幅度改善运动皮层受损大鼠的运动功能。通过三年的国自课题的具体实施，我们严格执行了预定的所有研究计划中设计的研究内容，并取得良好的实验结果，验证了预期的科学设想，解决了课题设定的科学问题。我们将获得的ADSCs–SCs分别与神经元细胞、星型胶质细胞共培养，免疫荧光提示缝隙连接蛋白43(connexin43 Cx43)在其中广泛表达；同时免疫荧光示踪法发现ADSCs–SCs能与神经细胞以及星型胶质细胞之间产生了功能性缝隙连接。成功地从细胞水平ADSCs–SCs验证ADSCs–SCs可与神经元、星型胶质细胞形成缝隙连接。Cx43是神经细胞最广泛表达的缝隙连接蛋白，我们成功将含CX43基因的质粒与包装辅助质粒共转染293T细胞，纯化病毒测出滴度，将含CX43基因的RNAi病毒感染ADSCs–SCs细胞，沉默Cx43基因，结果发现各组CX43基因mRNA表达显著下降，干扰成功。成功制作运动皮层损伤偏瘫大鼠模型，并分组(对照组、ADSC组、ADSC-SCs组、RNAi-Cx43组)移植治疗，通过WB和RT-PCR观察移植后各组缝隙连接蛋白的Cx蛋白和mRNA的表达，并通过免疫荧光观察Cx43的表达情况，免疫荧光示踪法观察缝隙连接的功能状态。同时观察各组 caspase-3的表达，免疫荧光观察瘢痕增生，免疫组化nestin染色反应内源性神经干细胞的动员情况，进一步探讨缝隙连接介导的修复机制是否与抑制细胞凋亡、胶质增生和内源性干细胞动员相关，以期待明确缝隙连接在ADSCs–SCs修复作用中的具体机制。在本课题资助下，课题组已完成发表标注本基金的学术论文2篇。本研究进行期间，已培养硕士研究生2名，正在培养1名。