骨髓单个核细胞中CXCR4(+)CD45(-)细胞群对慢性脑缺血的治疗作用及机制研究

Bone marrow mononuclear cells (BMMNCs) have represented a potential therapeutic value in the treatment of acute cerebral infarction and have received the extensive concerns of the academia. Our previous research revealed that CXCR4 (+) CD45 (-) subpopulation of BMMNCs could ameliorate the neurological symptoms of acute cerebral infarction significantly, Which indicated that CXCR4 (+) CD45 (-) BMMNCs subpopulation may play a dominant role in the BMMNCs therapy for the cerebral infarction. However, it is unclear if CXCR4 (+) CD45 (-) BMMNCs has similar effects in chronic cerebral hypoperfusion. In this study, we will firstly use CXCR4(+) CD45 (-) BMMNCs subpopulation as a cell-based therapy in chronic cerebral hypoperfusion, clarify the migration of the subpopulation in the ischemic brain and peripheral organs, evaluate their influences of cerebral blood flow and cognitive abilities on modified chronic cerebral hypoperfusion rat model (m2VO), furtherly extend relevant translational research and explore the cellular and molecular mechanisms. This study will help to represent a new therapeutic approach for chronic cerebral hypoperfusion and provide evidences for the treatment.

骨髓单个核细胞（bone marrow mononuclear cells, BMMNCs）在对急性脑梗死治疗中展示了潜在的应用前景。本课题组前期研究证实其中CXCR4(+)CD45(-)成分对急性脑梗死有明显的治疗作用，提示该细胞群可能是BMMNCs治疗脑梗死的主要功能成分。但其对慢性脑缺血作用尚无研究。本研究拟使用流式分选技术提取绿色转基因蛋白大鼠CXCR4(+)CD45(-)BMMNCs，静脉移植至改良的慢性脑缺血大鼠模型（m2VO），分析该细胞群在外周器官及缺血大脑的定向迁移情况；明确CXCR4(+)CD45(-) BMMNCs在缺血大脑中向不同类型细胞分化的情况，并研究其对局部微环境、脑血流、血管新生及长期神经功能预后的影响及机制；最后评价外源性VEGF能否提高CXCR4(+)CD45(-) BMMNCs治疗m2VO大鼠的疗效。该研究有助于发现治疗慢性脑缺血的新手段并提供依据。

脑血管疾病是中老年群体中常见的一种多发病，具有高发病率、致残率及死亡率。缺血性卒中是最常见的脑血管疾病，随着人民生活水平的提高及老龄化的加剧，缺血性脑卒中已经成为导致我国居民死亡的首位病因。目前缺血性脑卒中尚无特效治疗药物。寻找缺血性脑卒中行之有效的针对性治疗措施意义重大。近年来，骨髓单个核细胞（BMMNCs）在对急性脑梗死的治疗中展示了潜在的应用前景，受到相关领域关注。.BMMNCs包含多种骨髓干细胞，具有高增殖和自我更新能力。本课题组前期研究证实骨髓单个核细胞中CXCR4(+)CD45(-)成分对急性脑梗死具有明显的治疗作用，提示该细胞群可能是BMMNCs治疗脑梗死的主要功能成分。但该成分对慢性脑缺血作用如何尚无研究。本研究利用骨髓单个核细胞中CXCR4(+)CD45(-)亚群进一步明确其治疗慢性脑缺血的可能性并阐明该细胞群在缺血大脑及外周器官的定向迁移情况，监测脑血流改变，进行行为学检测，评价了CXCR4(+)CD45(-) BMMNCs对改良的慢性脑缺血大鼠模型（m2VO）脑血流及认知功能的影响，并拓展相关转化研究及其细胞分子机制的研究。. 我们的研究结果表明，与BMMNCs组和CXCR4(+)CD45(+)BMMNCs组相比较，CXCR4(+)CD45(-)BMMNCs组大鼠体内的脑炎症因子TNF、IL-1、IL-6、IL-10表达下降，脑血流及神经营养因子BDNF、VEGF表达升高。免疫荧光结果表明骨髓单个核细胞中CXCR4(+)CD45(-)亚群大量聚集于脑缺血半暗带，并且经过VEGF预处理m2VO模型能够促进更多的CXCR4(+)CD45(-)亚群迁移至缺血大脑，而在外周器官，如肝、脾、肺等组织，发现也存在CXCR4(+)CD45(-)亚群的聚集。此外，我们的研究表明该细胞群治疗慢性脑缺血的最佳剂量为10 million cells/kg。随后我们对三组小鼠进行了Morris水迷宫实验，结果表明CXCR4(+)CD45(-)细胞治疗的SD大鼠认知及学习记忆能力较其余两组明显改善。由此可见CXCR4(+)CD45(-)BMMNCs亚群在脑的重构和修复方面较常规BMMNCs有更好的治疗作用。.我们认为移植的CXCR4(+)CD45(-)亚群通过促进自体分泌或旁分泌的途径达到细胞因子和神经营养因子的释放，有效缩小脑梗死的体积，促进神经功能改善及卒中后