胰高血糖素样肽-1在脐带间充质干细胞静脉移植治疗急性缺血性脑血管病中的作用及其机制研究

Stem cell therapy is the most potential treatment for ischemic stroke ,but it’s effect is limited . Umbilical cord mesenchymal stem cells (UC - MSC) is one kind of the ideal transplanted cells.Glucagon-like peptide-1 （GLP-1）receptor expressed on many types neurons in the brain and mesenchymal stem cells . It has been reported that Glucagon-like peptide-1 can counteract oxidative stress and have neuroprotective action .We have found that Glucagon-like peptide-1 receptor expressed on umbilical cord derived stem cells(UC-MSC),and GLP-1 is neuroprotective in transient focal ischemia in the rat , so hypothesized that GLP-1 can act on stem cells and neurons concurrently and thus improve the effect of stem cell therapy .We first definite that GLP-1 can protect UC-MSC from damage of H2O2 through the PI3K/Akt signaling and intracellular calcium regulation; We assess the neuroprotective effects of GLP-1 against cerebral ischemia -reperfusion injury and study the mechanism , The rat model of middle cerebral artery occlusion will be used.Then the effect will be judged by functional deficit. The mechanism of GLP-1and UC-MSC treament will be analysised by neurogenesis,angiogenesis,neuron apoptosis,we detected MDA、SOD ,examined the express of c-fos,BRDU，DCX,CD31 by immunohistochemistry. We may conclude that the union treatment of GLP-1 and UC -MSC reduce infarct volume and improve functional deficit by reducing neuron apoptosis, promoting the neurogenesis and angiogenesis.

干细胞是急性脑梗死最具潜力的治疗方法，但疗效有限。脐带间充质干细胞（UC-MSC）是当前理想的移植细胞之一。 研究表明胰高血糖素样肽-1(GLP-1)受体存在于MSC和脑内神经元，并具有抗凋亡等作用。本课题前期已证明UCMSC表达GLP-1受体，且GLP-1对急性脑梗死有脑保护作用，那么GLP-1联合干细胞移植可否促进UCMSC移植效果？课题将先观察GLP-1对UCMSC体外的抗氧化作用及其机制是否通过PI3K/akt通路及调节细胞内钙离子的浓度实现。再采用大鼠大脑中动脉梗死模型，研究GLP-1联合UC-MSC静脉移植治疗的可能作用和机制。从神经功能评分观察其疗效，通过检测脑内MDA,SOD水平，免疫组化观察c-fos及BrdU、DCX、CD31表达情况，研究其机制是否通过减低脑内氧化应激、减少神经元凋亡、促进脑内血管新生和神经元发生及移植细胞存活，进而减少梗死体积、改善神经功能。

脑血管疾病是目前人类疾病中仅次于心脏病和肿瘤的第三大死亡原因。其中缺血性脑血管病约占全部脑卒中的60%～80%。伴随干细胞技术和基础研究的发展，细胞治疗成为治疗神经系统疾病，特别是卒中的最有前景的治疗方法之一。干细胞移植治疗可以通过修复宿主神经通路，诱导神经重塑和新血管形成，分泌营养因子，召集内源性前体细胞等机制的共同作用促进神经功能恢复。并且可静脉输注，方便实施。治疗时间窗可为脑缺血后数小时到数周。近来人脐带间充质干细胞成为干细胞治疗的理想种子细胞，因其不但具有骨髓间充质干细胞的特点，并且干细胞更原始，端粒更长，活细胞数量更丰富，增殖能力更强，来源丰富，提取简单，不悖伦理，操作无创等一系列优势。但是目前基础和临床的干细胞移植研究结果却未能带给人们预期的结果，其中可能的原因是缺血性脑血管病的病理生理机制的关键环节——氧化应激损伤间充质干细胞。GLP-1可以防御氧化应激损伤，保护神经元抵御氧化应激损伤所导致的细胞死亡。GLP-1在脐静脉内皮细胞、神经细胞及心肌细胞等都可以发挥抗氧化损伤的作用。本课题研究结果表明：从mRNA及蛋白水平上均显示人脐带间充质干细胞中存在GLP-1受体；GLP-1对脐带间充质干细胞在体外的氧化应激损伤具有保护作用，其机制是GLP-1与其受体结合，进一步通过PI3K/Akt细胞信号通路实现；GLP-1对大脑中动脉梗塞模型具有脑保护作用，可以减少梗塞周边的神经元凋亡；GLP-1联合脐带间充质干细胞移植能够显著促进大鼠大脑中动脉梗塞模型神经功能改善，可能机制为GLP-1促进移植的脐带间充质干细胞诱导神经发生和血管发生。本课题为脐带间充质干细胞移植治疗缺血性脑血管病获得更高疗效提供了新的思路。