GILZ转导的MSC移植治疗DMD模型的研究

假肥大型肌营养不良症（DMD）是常见的神经遗传病，主要表现为进行性肌肉萎缩无力，至今无特效治疗方法。本研究从正常C57小鼠骨髓分离出间质干细胞(MSC)，经扩增、纯化、鉴定后，用逆转录病毒介导，分别将GILZ、GFP转导到MSC中，体外诱导分化为肌肉细胞和脂肪细胞，比较两种细胞的数量和mRNA表达量，以明确GILZ在体外促进MSC向肌肉细胞方向分化。再将MSC-GILZ、MSC-GFP（对照组）经鼠尾静脉注射到DMD模型鼠（mdx鼠）体内。移植后1-6月，比较移植前后mdx鼠的行为学和血清肌酶的变化；并比较骨骼肌的体积、重量、病理以及dystrophin蛋白的表达量，评价骨骼肌损害修复程度。动态观察MSC-GFP在受体体内的迁徙和分化过程，并检测有无移植物抗宿主病的发生。旨在探求GILZ在促使MSC向骨骼肌细胞分化的效率和作用。为DMD的临床治疗提供新的治疗途径。

杜氏肌营养不良（DMD）是常见的神经遗传病，主要表现为进行性肌肉萎缩无力，至今无特效治疗方法。骨髓间充质干细胞（MSC）是一种多能干细胞，因其本身所具有的天然优势，成为未来细胞移植治疗杜氏肌营养不良（DMD）的一种合适细胞。但MSC移植后向骨骼肌方向分化能力低下是制约移植治疗效果的重要因素。我们首先比较了mdx小鼠和正常C57小鼠骨骼肌微环境，发现mdx小鼠骨骼肌微环境有利于成脂分化而不利于成肌分化，提示mdx小鼠骨骼肌组织中不利于MSC成肌分化的微环境是MSC移植后成肌分化能力低下的一个重要因素。同时，我们还发现，相对于正常C57小鼠来源的MSC，mdx小鼠来源的MSC倾向于成脂分化，而成肌分化能力降低。从正常C57小鼠骨髓分离出MSC，用逆转录病毒介导，分别将GILZ、GFP转导到MSC中。体外实验发现，GILZ 不影响MSC 的正常增殖，GILZ 基因转导后，MSC 向脂肪细胞分化受到抑制，而向肌肉细胞分化增强。其后，我们将GILZ -MSC 和 GFP –MSC分别移植注入到mdx小鼠体内，ELISA检测发现移植后3月和6月，GILZ –MSC组mdx小鼠血清肌酸激酶（CK）水平低于GFP –MSC对照组，提示GILZ-MSC具有更优越的治疗效果。但我们也发现，GILZ-MSC 移植 mdx 小鼠后，其肌肉组织仅少量表达 dystrophin 蛋白，与GFP-MSC对照组比较无明显差异，这些结果表明，虽然体外实验证实GILZ转导可以改善MSC的成肌分化能力，但是MSC移植后所面临的其他问题，如细胞存活、迁移及纤维化屏障问题等削弱了GILZ-MSC成肌分化能力强的优势。另外，我们发现MSC经基质金属蛋白酶-1（MMP-1）处理后，成肌相关蛋白表达上调，且增高程度与MMP-1具有浓度依赖性。提示MMP-1在体外可促进骨髓间充质干细胞向肌肉细胞分化。