LIF基因修饰的神经干细胞移植治疗缺血性脑卒中的实验研究

Ischemic stroke is one of the leading causes of disability and mortality in China. Neural stem cell (NSC) transplantation offers an exciting new therapeutic avenue for stroke. However, the ongoing inflammatory and immune responses within the central nervous system (CNS) not only impact the clinical presentation and outcome of stroke profoundly, but also limit the mobilization, differentiation, and ability to repair of NSC. leukemia inhibitory factor (LIF) is a cytokine with multiple functions including neurotrophic effects, immune-suppressive activity. Therefore I hypothesize that LIF may improve the stem cell based therapy in ischemic stroke via modulation of immuno-microenvironment within the CNS. To test this, I have established the middle cerebral artery occlusion model in mice, optimized clinical as well as MRI assessment. Furthermore, I have successfully isolated NSC and constructed the stable expression of LIF. Based on this works, , I will investigate the neuroprotection and immunoregulatory effects of of LIF-modified NSC on MCAO model in C57BL/6 mice, and further reveal the potential cellular and molecular mechanisms. The outcome of this project will define new strategies to promote the ability of NSC to repair the damaged neurons in experimental stroke, pave a new revenue for stem cell based stroke therapy.

缺血性脑卒中是严重威胁人类健康的常见病和多发病。神经干细胞（NSC）的修复能力可为缺血性脑卒中的治疗开辟新的途径，但中枢神经系统（CNS）内炎症和免疫反应可能限制NSC的活化、增殖、分化和修复功能，因此探明中枢抗炎机制、改善中枢炎性微环境将有助于干细胞修复作用的发挥。白血病抑制因子（LIF）是一种多功能细胞因子，不仅有神经保护作用，且在外周和中枢神经系统中有抗炎作用，因此我推测LIF可能为NSC修复作用创造有利条件。申请者在前期工作中已建立小鼠脑卒中模型（MCAO）、分离小鼠NSC并构建稳定表达LIF的NSC（LIF-NSC）。因此本课题将通过LIF改善CNS免疫微环境，观察LIF-NSC对MCAO小鼠的治疗效果，在此基础上探明LIF调节CNS免疫微环境及神经干细胞修复功能潜在的细胞和分子机制。本项目的研究成果将为进一步探索脑卒中治疗及神经功能恢复提供新分子靶点和治疗策略。

缺血性脑卒中是严重威胁人类健康的常见病和多发病。神经干细胞（NSC）的修复能力可为缺血性脑卒中的治疗开辟新的途径，但中枢神经系统（CNS）内炎症和免疫反应可能限制NSC的活化、增殖、分化和修复功能，因此探明中枢抗炎机制、改善中枢炎性微环境将有助于干细胞修复作用的发挥。申请者在前期工作中已建立小鼠脑卒中模型（MCAO）、分离小鼠NSC并构建稳定表达LIF的NSC（LIF-NSC）。因此本课题第一部分通过LIF改善CNS免疫微环境，证明LIF-NSC对MCAO小鼠的治疗效果，在此基础上探明LIF调节CNS免疫微环境及神经干细胞修复功能潜在的细胞和分子机制，为进一步探索脑卒中治疗及神经功能恢复提供新分子靶点和治疗策略。另一步，在该项目执行过程中，我们通过神经影像学手段，探索脑内转输或浸润细胞的变化与炎性病灶的位置关系，使用结合荧光染料的新型铁氧化物纳米微粒（MIRB），追踪探索转输的神经干细胞及免疫细胞在活体脑缺血动物中的组织分布及动态变化，为该项目的完成提供活体研究可行的技术手段。更进一步，在完成该项目计划的基础上，我们研究了免疫细胞在缺血脑内持续存在并探索其作用机制，发现脑室下区神经干细胞可通过细胞间膜转运的方式输送关键因子如可溶性白介素15至免疫细胞，以维持其活性并影响其功能。然而依赖神经干细胞而存在的免疫细胞反过来损伤了神经干细胞，最终造成神经修复障碍。该部分研究揭示了脑损伤后神经修复缺陷的机制，对于理解神经疾病如多发性硬化, 脑卒中和其他神经系统疾病的病理进程有着重要的理论意义。