Bmi-1-p16INK4a通路增强脊髓内源性神经干细胞动员促进脊髓自身修复的机理研究

动物实验和临床观察都发现损伤脊髓存在自身修复，近期研究提示此修复能力有赖于脊髓内源性神经干细胞的动员及参与；本课题组体外实验首次发现甲强龙可明显抑制脊髓源性神经干细胞增殖，并初步证实此抑制作用主要通过Bmi-1-p16INK4a通路介导。那么，甲强龙体内应用是否在防止继发性损伤的同时通过Bmi-1-p16INK4a通路介导损害了脊髓的自身修复能力？本研究拟以此为切入点，以Nestin-GFP转基因小鼠脊髓损伤模型为研究对象，观察体内应用甲强龙对脊髓损伤后内源性神经干细胞动员的影响，并利用转基因、RNAi、免疫组化等手段深入探讨Bmi-1-p16INK4a通路在此过程中的作用，寻找Bmi-1-p16INK4a通路上新的干预靶点，期望在应用甲强龙保护濒临死亡的神经元和轴突的同时调节内源性神经干细胞增殖促进损伤脊髓的自我修复，为临床治疗脊髓损伤提供新的思路。

脊髓损伤是骨科常见的神经损伤，由于成人中枢神经系统的不可再生性，使得脊髓损伤后神经功能的恢复及其困难，常导致截瘫等神经功能严重障碍。甲强龙是目前FDA通过的唯一用于治疗脊髓损伤的临床药物。近年来一些新的研究结果表明，甲强龙除了具有抑制脊髓损伤后的继发性损伤外，还会导致脊髓内源性神经干细胞增殖受到抑制，然而脊髓内源性神经干细胞的增殖动员能够促进脊髓神经功能的恢复。Bmi-1具有促进脊髓内源性神经干细胞增殖和存活的功能。本研究旨在通过脊髓损伤动物模型、基因转染、RNAi等实验方法研究Bmi-1及其下游信号分子在甲强龙抑制神经干细胞增殖作用中的作用机制。本研究按计划进行，并根据国内外有关甲强龙抑制内源性神经干细胞增殖机制研究的最新进展状况增加了小部分必要的新研究内容。首先我们建立了小鼠脊髓源性神经干细胞培养体系，证明其性质为神经干细胞，并对其生物学特征进行了分析。其次，我们验证了甲强龙确实对体外培养的小鼠脊髓源性神经干细胞增殖能力存在抑制作用。第三，我们通过构建基因转染以及RNAi方法我们检测了Bmi-1及其下游信号分子对脊髓源性NSC体外增至能力的影响，结果与预期结果基本一致。该部分结果发表于中华实验外科杂志 2009 年26卷01期。最后我们通过鞘内慢病毒转染脊髓损伤动物模型的方法研究Bmi-1及其下游信号分子对脊髓损伤后内源性神经干细胞的影响，结果与体外实验结果一致，该部分研究中所得的部分结果发表于Neuroscience Letters. 503(2011)191–195。在进行上述研究同时，我们应用表达谱芯片技术检测了在小鼠脊髓源性神经干细胞增殖受到甲强龙抑制的同时表达发生变化的基因，进而推断EndrB的下调可能是甲强龙抑制神经干细胞增殖的又一可能机制，根据该推论我们再次撰写国家自然科学基金申请书并获得批准资助（青年基金，8100529），同时该部分实验结果发表于Neuroscience Letters. 526(2012)154–159。