李加美,朱華,姚志剛,鄧威,李秦,馬春梅,秦川*
(1.山東大學(xué)附屬省立醫(yī)院病理科,濟(jì)南 250021;2.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院&北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院,實驗動物研究所病理室,北京 100021;3.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院實驗動物研究所Motac合作實驗室,北京 100021)
?
hBMSCs幼年食蟹猴腦內(nèi)移植的安全評價、遷移及分布
李加美1, 2,朱華2,姚志剛1, 2,鄧威2,李秦3,馬春梅2,秦川2*
(1.山東大學(xué)附屬省立醫(yī)院病理科,濟(jì)南250021;2.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院&北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院,實驗動物研究所病理室,北京100021;3.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院實驗動物研究所Motac合作實驗室,北京100021)
目的 評價hBMSCs幼年食蟹猴腦內(nèi)移植的安全性,并進(jìn)一步觀察hBMSCs在腦內(nèi)的遷移和分布情況,為治療兒童中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病建立新的技術(shù)平臺及理論依據(jù)。方法直接向幼年性食蟹猴腦內(nèi)注射hBMSCs,通過HE染色和免疫組化的方法觀察注射部位炎癥反應(yīng)及免疫排斥情況;通過對hBMSCs體外標(biāo)記示蹤和攜帶的男性特異基因的檢測,觀察移植后hBMSCs在腦內(nèi)的遷移及分布情況。結(jié)果研究結(jié)果顯示直接腦內(nèi)注射hBMSCs未引起受試動物出現(xiàn)全身癥狀,移植部位腦組織炎癥反應(yīng)局限,未見明顯免疫排斥反應(yīng),未見腦組織變性壞死和明顯膠質(zhì)細(xì)胞增生聚集。hBMSCs移植4周后,仍大量存活,并可在腦內(nèi)廣泛遷移,其遷移分布具有一定的規(guī)律性,可觀察到不同移植受體細(xì)胞分布重疊現(xiàn)象。另外,hBMSCs遷移分布具有從前腦向后腦遷移及向血管和室管膜下遷移的趨勢。結(jié)論hBMSCs直接腦內(nèi)注射移植安全性好;hBMSCs可以在腦內(nèi)長期存活并遷移。
人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞;食蟹猴;遷移;分布
發(fā)生在兒童的神經(jīng)變性疾病及大腦外傷性損害等均可引起嚴(yán)重的臨床神經(jīng)功能障礙,這些疾病包括腦癱、運(yùn)動功能紊亂、缺血缺氧性腦病、腦外傷等,多表現(xiàn)為神經(jīng)元的變性缺失,神經(jīng)系統(tǒng)無法產(chǎn)生新的神經(jīng)元、建立新的突觸聯(lián)系,致使中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷后結(jié)構(gòu)和功能難以恢復(fù)。而目前現(xiàn)有的臨床治療方法有限,不能達(dá)到有效恢復(fù)神經(jīng)功能的目的,因此,保護(hù)神經(jīng)免受損傷并促進(jìn)神經(jīng)再生對神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療至為關(guān)鍵。動物實驗及臨床實驗均證明應(yīng)用干細(xì)胞為基礎(chǔ)的細(xì)胞治療可以阻止并修復(fù)神經(jīng)系統(tǒng)損傷[1-3]。
骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(bone marrow derived-mesenchymal stem cells, BMSCs)為骨髓來源的多能干細(xì)胞,具有多向分化潛能、獲取方便、易于分離培養(yǎng)和鑒定、遺傳背景穩(wěn)定及體內(nèi)植入免疫反應(yīng)比較弱等優(yōu)點(diǎn)。自從首次報道其在腦內(nèi)可以向神經(jīng)細(xì)胞分化后,BMSCs移植治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病就成為了研究熱點(diǎn)。本實驗采用的人BMSCs(hBMSCs)來源于健康志愿者,前期工作已證實其在體外具有多向分化的潛能、并能快速擴(kuò)增、可誘導(dǎo)免疫耐受、能減輕或抑制移植物抗宿主病等,在神經(jīng)系統(tǒng)疾病、自身免疫性疾病及血液病的臨床前期及臨床研究中頗受重視[4, 5]。在神經(jīng)系統(tǒng)疾病動物模型實驗中,靜脈及經(jīng)腦移植的MSCs能夠穿過血腦屏障遷移到損傷部位腦組織[6-8]。MSC為基礎(chǔ)的治療對中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療安全而有效[9],已成功應(yīng)用于多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病動物模型的治療中,如腦出血、阿爾滋海默病和帕金森病[10-13]。很多實驗均證實應(yīng)用MSCs治療幼年性腦缺血損傷模型非常有效,如腦癱患者。MSCs移植已經(jīng)成為可行、有效和安全的治療方法,對神經(jīng)功能的恢復(fù)效果明顯[10]。
目前MSCs的移植途徑主要包括直接腦內(nèi)注射和間接通過靜脈、動脈及腹腔注射等。間接途徑移植為全身治療,到達(dá)病變部位的時間較長,細(xì)胞數(shù)量較少,發(fā)揮作用較慢。而腦內(nèi)注射移植為局部治療,創(chuàng)傷小,起效快,并且腦內(nèi)的免疫應(yīng)答能力比較弱,因此直接腦內(nèi)注射成為局部治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的優(yōu)先選擇。但hBMSCs直接腦內(nèi)移植的安全性如何?其腦內(nèi)移植后能否進(jìn)行遷移?這些都是hBMSCs臨床應(yīng)用前期亟需解決的問題。我們通過將hBMSCs直接腦內(nèi)移植到幼年食蟹猴腦內(nèi),觀察hBMSCs在腦內(nèi)注射的安全、遷移和分布情況,為hBMSCs在兒童神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
1.1實驗動物
食蟹猴10只(2~3個月),具體體重、年齡及細(xì)胞移植情況見表1,由軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院實驗動物中心提供[SCXK(軍)2002-001]。動物用懸掛在脖頸處刻有檔案號的標(biāo)牌作為該動物的編號,動物進(jìn)入動物室檢疫兩周。動物實驗后由隨其母單籠飼養(yǎng)。10只食蟹猴隨機(jī)分為生理鹽水對照組(n=2),hBMSCs移植組(n=8)。每組分為2周和4周(表1)。動物使用申請批準(zhǔn)號:MC-07-6008。
1.2hBMSCs標(biāo)記
hBMSCs 由中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)研究所組織工程中心提供。CM-DiI(固體)溶解于DMSO,濃度為1 mg/mL。取第4~5代細(xì)胞,待細(xì)胞融合度達(dá)到80%~90%時,加入2 mL 25%胰酶,鏡下觀察見細(xì)胞回縮后,立即倒掉消化液,加入含10%胎牛血清的DMEM培養(yǎng)基2~3 mL,輕輕吹打使細(xì)胞之間分散成單個細(xì)胞,加培養(yǎng)基至10 mL繼續(xù)吹打成單細(xì)胞懸液,并于鏡下觀察。離心:1000 rpm/min離心10 min。去上清,用無血清新鮮培養(yǎng)基重懸細(xì)胞,將配好的CM-DiI溶液加入到細(xì)胞懸液中,使其終濃度為5 μg/μL。37℃孵育5 min,4℃孵育15 min,此過程要避光處理。用生理鹽水混懸細(xì)胞,調(diào)整其密度為10000個/μL。
1.3hBMSCs腦內(nèi)移植
麻醉后的動物采用俯臥位固定在立體定位儀上,五點(diǎn)法(上頜托、雙側(cè)外耳道、雙側(cè)眶下緣中點(diǎn))固定頭部,讀取坐標(biāo)并設(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn)。根據(jù)注射的部位(右側(cè)尾狀核頭部)得出注射點(diǎn)坐標(biāo)。Antero-posterior (AP)=+16,Depth (D)=+20,lateral (L)=-4,AP代表前后方向,D代表注射深度,L代表側(cè)方坐標(biāo)。hBMSCs用微量加樣器注射到右側(cè)尾狀核;注射細(xì)胞數(shù)量為1×106個細(xì)胞,注射體積為125 μL,注射速率:10 μL/min,注射完后留針3 min;生理鹽水對照組注射等體積生理鹽水。無菌手術(shù)在中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院實驗動物研究所進(jìn)行[SYXK(京)2005-0042],并按實驗動物使用的3R原則給予人道的關(guān)懷。
表1 食蟹猴的生理指標(biāo)及實驗分組情況
1.4腦組織取材
解剖前麻醉動物,待動物進(jìn)入麻醉狀態(tài)后,股動脈放血處死。開顱取腦,腦組織取材在中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院實驗動物研究所進(jìn)行[SYXK(京)2005-0042]。具體取材參考Isakova等[10]的方法(圖1)。圖中白色區(qū)域大約4~6 mm用來切冰凍切片直接觀察熒光或者石蠟包埋做免疫組織化學(xué)染色和原位雜交。淺灰色區(qū)域大約3 mm,腦組織腦冠狀面被平均分成100~200 mg的小塊,用來提取組織DNA,放入凍存管-80℃保存。深灰色區(qū)域大約2 mm用來提取組織總RNA。
圖1 大腦取材示意圖Fig.1 The schematic diagram of usagae of brain tissue
1.5hBMSCs腦內(nèi)移植的局部炎癥反應(yīng)和免疫反應(yīng)
動物麻醉后,先經(jīng)生理鹽水(1 L/kg)灌注,再經(jīng)10%中性福爾馬林(1 L/kg)灌注后取腦組織。大鼠腦組織平均分為4部位,每部分厚度大約1 cm。標(biāo)本經(jīng)10%中性福爾馬林固定、石蠟包埋切片、蘇木素-伊紅(HE)染色,顯微鏡下觀察。
1.6hBMSCs腦內(nèi)移植遷移的檢測
1.6.1CM-DiI熒光檢測
白色區(qū)域(4~6 mm)組織取材后,立即用OCT包埋,恒溫冷凍切片機(jī)切片,切片厚度為10 μm,每部分組織共切取20張切片,經(jīng)4℃多聚甲醛固定10 min后晾干,與-80℃冰箱保存。觀察時,將切片從冰箱取出,室溫放置30 min,PBS洗10 min后,直接用含有DAPI的封片劑封片,5 min后直接置于倒置熒光顯微鏡下觀察,并做記錄。
1.6.2Real-time PCR檢測SRY基因
通過檢測男性Y染色體特有基因SRY基因,觀察hBMSCs的遷移和移植情況。腦組織沿冠狀分成12~14個腦冠狀面,厚度為3 mm或6 mm,將每個厚為3 mm的腦冠狀面分成重量為100~200 mg的小組織塊,提取組織總DNA。制備標(biāo)準(zhǔn)品的制備并建立標(biāo)準(zhǔn)曲線。每個腦組織樣本重復(fù)4次,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線得出所檢樣本中男性DNA的含量。95℃ 3 min,95℃ 30 s,60℃ 30 s 45個循環(huán)。人SRY基因引物序列Forward:5′-GGCGAAGATGCTGCCGAAG-3′,Backward: 5′-TTCGCTGCAGAGTACCGAAGC-3′,熒光報告探針:FAM-TGCAGTTTGCTTCCGG CAGATCC-TAMRA
2.1移植后一般情況觀察
術(shù)后動物呼吸平穩(wěn),飲食和排泄均正常,四肢運(yùn)動正常。頭部傷口干燥結(jié)痂,無紅腫及滲出。和hBMSCs移植前相比,移植后1周和2周,血液中的白細(xì)胞及分類細(xì)胞學(xué)均未見明顯異常。
2.2局部炎癥反應(yīng)和排斥反應(yīng)
通過觀察HE染色和對炎細(xì)胞、參與免疫反應(yīng)的抗原提呈細(xì)胞及效應(yīng)細(xì)胞的檢測來觀察局部炎癥反應(yīng)及排斥反應(yīng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),注射部位腦組織輕微空泡變性,少量泡沫細(xì)胞聚集,未見其他炎細(xì)胞浸潤,未見明顯水腫和神經(jīng)元變性壞死(圖2),其他臟器和器官組織學(xué)檢查也未見異常。免疫組織化學(xué)結(jié)果顯示,移植局部腦組織,CD4、CD8、CD57和HLA-DR均呈陰性表達(dá),CD68和CD45可見個別陽性細(xì)胞,在移植對照組也可見到。
2.3CM-DiI熒光觀察結(jié)果
CM-DiI熒光示蹤結(jié)果發(fā)現(xiàn),hBMSCs在腦內(nèi)能夠廣泛遷移,每個腦冠狀面均能觀察到CM-DiI的紅色熒光信號。移植后2周,hBMSCs在腦內(nèi)遷移范圍廣泛,每個腦冠狀面均能觀察到CM-DiI的紅色熒光信號,以移植部位所在腦冠狀面(第1、2和4腦冠狀面)熒光信號比較密集,第2個腦冠狀面的熒光信號仍然聚集于與注射部位相對應(yīng)的區(qū)域,其他冠狀切面也能觀察到少量的熒光信號。移植后4周,hBMSCs在腦內(nèi)的遷移更為廣泛,每個冠狀面均能觀察到CM-DiI熒光信號,移植部位所在腦冠狀面信號仍然最為密集,第2、4、5和6腦冠狀面均能觀察到較多且彌散分布的熒光信號,與移植2周相比,熒光信號的分布更為分散,該結(jié)果提示隨著時間的變化,hBMSCs在腦內(nèi)逐步遷移(圖3)。
2.4hBMSCs移植后遷SRY基因檢測
從SRY基因DNA分布圖觀察,hBMSCs移植后,每個腦冠狀面均能檢測到SRY基因的存在,不同受體之間存在重疊現(xiàn)象。移植后2周,男性DNA主要分布與第2、3、4和5腦冠狀面,其含量峰值位于第3個腦冠面(注射部位所在腦冠狀面),其左右相鄰腦冠面的含量也明顯高于其他冠面。移植后4周,男性DNA主要分布于3、4、5、6和7腦冠狀面,其含量峰值位于第5個面,總體DNA含量較高的腦冠狀面為3、4、5、6腦冠狀面(圖4)。MSCs移植4周后的分布區(qū)域要比移植后2周的分布廣泛,呈現(xiàn)從前往后遷移的趨勢。檢測到SRY基因的位置與觀察到熒光信號的位置基本基本保持一致。具體分布見圖5。
神經(jīng)系統(tǒng)的疾病復(fù)雜多樣,大多呈慢性過程,且往往導(dǎo)致嚴(yán)重的后果,由于腦內(nèi)神經(jīng)不能再生,因此這些疾病治療起來比較困難,到目前為止,臨床仍沒有很好的治療方法。干細(xì)胞的應(yīng)用,為這類疾病的治療帶來了希望。MSCs能夠在腦內(nèi)遷移和分化,加上其獲取簡單,體外擴(kuò)增容易,能夠被修飾表達(dá)特異重組蛋白,使得它們成為神經(jīng)系統(tǒng)疾病治療的首選種子細(xì)胞,為MSCs的臨床應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。
有研究證實小鼠骨髓來源的BMSCs,同種移植后,能夠在腦內(nèi)長期存活并廣泛遷移[14, 15],Munoz-Elias將大鼠來源的MSCs向胚胎大鼠的腦室內(nèi)注射,發(fā)現(xiàn)MSCs可以移植、遷移和分化,并能夠長時間的存活[16],Isakova等[10]將恒河猴的BMSCs同種移植到大腦尾狀核,發(fā)現(xiàn)其可在恒河猴腦內(nèi)長期存活達(dá)6個月,并能在腦內(nèi)廣泛遷移,并且發(fā)現(xiàn)直接腦內(nèi)移植是安全的。直接注射到小腦的未經(jīng)修飾的MSCs可以減輕Niemann-Pick C型疾病中的炎癥反應(yīng)[17]。盡管有很多學(xué)者已經(jīng)做過非人類BMSCs在小鼠、大鼠和恒河猴等實驗動物直接腦內(nèi)注射安全有效,MSCs并能腦內(nèi)廣泛遷移,但hBMSCs直接腦內(nèi)注射非人靈長類的安全性如何,尚沒有文獻(xiàn)報道。
注:(A)hBMSCs移植后2周;(B)hBMSCs移植后4周。圖2 hBMSCs移植部位腦組織HE染色 Note.(A)2 weeks post-transplantation;(B)4 weeks post-transplantation.Fig.2 HE staining of injection sites of hBMSCs transplantation
注:A和B分別代表hBMSCs移植后2周和4周;不同的顏色代表不同的DNA含量;顏色條下方的數(shù)據(jù)單位為ng。圖4 SRY基因含量分布示意圖Note.A and B showed the distribution of hMSCs after 2 weeks and 4 weeks transplantation respectively;The different color represents different content of SRY gene;The unit under the colour bar is ng. Fig.4 Sketch diagram of SRY gene content distribution
注:移植后2周,男性DNA的含量峰值位于第3個面,而hBMSCs移植后4周,男性DNA的含量峰值位于第5個面。圖5 hBMSCs腦內(nèi)移植水平評價Note.The peak content of male DNA located in the third brain section after 2 weeks transplantation and in the fifth brain section after 4 weeks transplantation. Fig.5 Evaluation of hBMSC engraftment in the CNS
為了評估腦內(nèi)移植hBMSCs局部治療的安全性及其在腦內(nèi)的遷移情況,該研究參考了Isakova等[10]的研究方法,將hBMSCs直接注射到幼年食蟹猴大腦尾狀核內(nèi),觀察對幼年食蟹猴健康、行為及注射局部腦組織的影響,并通過real-time PCR和體外標(biāo)記hBMSCs的方法,觀察hBMSCs在腦內(nèi)的移植水平和遷移情況。紋狀體包括豆?fàn)詈撕臀矤詈?,后者是由部分?fù)雜的連接大腦皮質(zhì)、基底核以及丘腦的回路組成,具有廣泛的認(rèn)知和運(yùn)動功能,紋狀體-丘腦回路包括拮抗紋狀體回路,與行為、運(yùn)動控制有關(guān),該部位與多種肌張力障礙和運(yùn)動障礙疾病相關(guān),選擇該部位注射,更能評價hBMSCs移植的安全性,為上述疾病的治療奠定基礎(chǔ)。 我們的研究結(jié)果顯示hBMSCs直接腦內(nèi)注射后未引起明顯副作用,包括移植側(cè)的一過性偏癱、飲食飲水障礙、腦水腫癥狀以及情緒變化等。局部注射部位未發(fā)現(xiàn)腦組織的水腫、變性壞死,炎細(xì)胞浸潤以及明顯的膠質(zhì)細(xì)胞聚集。hBMSCs移植后的短期內(nèi)(4周),受試動物未見明顯副作用,提示它們對該操作的耐受性比較好,腦內(nèi)直接注射干細(xì)胞移植法治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病是安全可行的。該研究對hBMSCs直接腦內(nèi)注射的安全可行性進(jìn)行驗證,對hBMSCs腦內(nèi)移植后的遷移能力進(jìn)行了檢測,為將來其在神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的臨床應(yīng)用提供理論依據(jù)。
為了檢測干細(xì)胞移植后在腦內(nèi)前遷移和分布情況,我們應(yīng)用CM-DiI體外示蹤及體內(nèi)特異性SRY基因檢測的方法,比較準(zhǔn)確的示蹤移植到腦內(nèi)的hBMSCs。Real-time PCR結(jié)果顯示hBMSCs可以在腦內(nèi)廣泛遷移,這些數(shù)據(jù)可以代表整個大腦的1/3的干細(xì)胞的移植水平。由real-time PCR的數(shù)據(jù)繪制成的柱狀圖發(fā)現(xiàn),每個腦冠狀面檢測到的基因的含量以注射部位所在腦冠狀面及相鄰腦冠狀面比較高,但在前腦和小腦也可以檢測到,并且顯示移植的細(xì)胞多定位在某些特定的區(qū)域。盡管hBMSCs是單側(cè)注射的,但是雙側(cè)大腦半球均可以檢測到SRY基因存在,而且不同移植受體之間,一些區(qū)域hBMSCs移植存在著重疊,從柱狀圖我們可以推斷出,雖然SRY基因的含量在移植后2周和4周沒有統(tǒng)計學(xué)上的差異,但是隨著移植時間的推移,hBMSCs的遷移有沿著頭部向尾部遷移的趨勢。CM-DiI熒光信號檢測結(jié)果同時也繪制成不同腦冠狀面的分布圖,結(jié)果顯示 hBMSCs的遷移具有從頭部向尾部遷移的趨勢,與real-time PCR的結(jié)果相一致。熒光觀察還發(fā)現(xiàn)大量的hBMSCs向血管周、腦室旁進(jìn)行遷移,部分血管內(nèi)及腦室內(nèi)也可觀察到熒光信號,這提示MSCs還可能通過血液循環(huán)和腦脊液循環(huán)進(jìn)行快速的遷移。
我們移植hBMSCs到幼年食蟹猴腦內(nèi),結(jié)果證實直接腦內(nèi)注射短期內(nèi)(4周)局部腦組織沒有觀察到炎癥反應(yīng)和免疫反應(yīng),并且可以在腦內(nèi)持續(xù)存活和遷移,這為hBMSCs的臨床應(yīng)用治療兒童中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病打下了理論基礎(chǔ)。但hBMSCs長期移植的安全性還需進(jìn)一步實驗證明,而hBMSCs的遷移機(jī)制也是復(fù)雜多樣的,也還需要進(jìn)一步研究闡明。
[1]Castillo-Melendez M, Yawno T, Jenkin G,etal. Stem cell therapy to protect and repair the developing brain: a review of mechanisms of action of cord blood and amnion epithelial derived cells [J]. Front Neurosci, 2013,7:194.
[2]Dailey T, Tajiri N, Kaneko Y,etal. Regeneration of neuronal cells following cerebral injury [J]. Front Neurol Neurosci, 2013,32:54-61.
[3]Hsu YC, Chen SL, Wang DY,etal. Stem cell-based therapy in neural repair [J]. Biomed J, 2013,36(3):98-105.
[4]van Velthoven CT, Sheldon RA, Kavelaars A,etal. Mesenchymal stem cell transplantation attenuates brain injury after neonatal stroke [J]. Stroke, 2013,44(5):1426-1432.
[5]van Velthoven CT, Kavelaars A, Heijnen CJ. Mesenchymal stem cells as a treatment for neonatal ischemic brain damage [J]. Pediatr Res, 2012,71:474-481.
[6]Okuma Y,Wang F,Toyoshima A,etal.Mannitol enhances therapeutic effects of intra-arterial transplantation of mesenchymal stem cells into the brain after traumatic brain injury [J]. Neurosci Lett, 2013,554:156-161.
[7]Liu L, Eckert MA, Riazifar H,etal. From blood to the brain: can systemically transplanted mesenchymal stem cells cross the blood-brain barrier? [J]. Stem Cells Int, 2013,2013:435093.
[8]Forostyak S, Jendelova P, Sykova E. The role of mesenchymal stromal cells in spinal cord injury, regenerative medicine and possible clinical applications [J]. Biochimie, 2013,95(12):2257-2270.
[9]Li J, Zhu H, Liu Y,etal. Human mesenchymal stem cell transplantation protects against cerebral ischemic injury and upregulates interleukin-10 expression in Macaca fascicularis [J]. Brain Res, 2010,1334:65-72.
[10]Isakova IA, Baker K, Dufour J,etal. Preclinical evaluation of adult stem cell engraftment and toxicity in the CNS of rhesus macaques [J]. Mol Ther, 2006,13(6):1173-1184.
[11]Yun HM, Kim HS, Park KR,etal. Placenta-derived mesenchymal stem cells improve memory dysfunction in an Aβ1-42-infused mouse model of Alzheimer’s disease [J]. Cell Death Dis, 2013,4:e958.
[12]Kim KS, Kim HS, Park JM,etal. Long-term immunomodulatory effect of amniotic stem cells in an Alzheimer’s disease model [J]. Neurobiol Aging, 2013,34(10):2408-2420.
[13]Glavaski-Joksimovic A, Bohn MC. Mesenchymal stem cells and neuroregeneration in Parkinson’s disease [J]. Exp Neurol, 2013,247:25-38.
[14]Kopen GC, Prockop DJ, Phinney, DG. Marrow stromal cells migrate throughout forebrain and cerebellum and they differentiate into astrocytes after injection into neonatal mouse brains [J]. Proc Natl Acad Sci USA, 1999,96(19): 10711-10716.
[15]McBride C, Gaupp D, Phinney DG. Quantifying levels of transplanted murine and human mesenchymal stem cells in vivo by real-time PCR [J]. Cytotherapy, 2003,5(1):7-18.
[17]Bae JS, Furuya S, Ahn SJ,etal. Neuroglial activation in Niemann-Pick type C mice is suppressed by intracerebral transplantation of bone marrow derived mesenchymal stem cells [J]. Neurosci Lett, 2005,381(3):234-236.
Safty evaluation, migration and distribution of human bone marrow derived-mesenchymal stem cells in the cns of young macaca fascicularis
LI Jia-mei1, 2, ZHU Hua2, YAO Zhi-gang1, 2, DENG Wei2, LI Qin3, MA Chun-mei2, QIN Chuan2*
(1. Department of Pathology, Shandong Provincial Hospital Affiliated to Shandong University, Jinan 250021, China;2. Department of Pathology, Institute of Laboratory Animal Science, Chinese Academy of Medical Science and Peking Union Medical College, Beijing 100021, China; 3. China Motac collaborative laboratory, Institute of Laboratory AnimalScience, Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College, Beijing 100021, China)
Objective To evalutate the safty of hBMSCs transpalntation and to observe their migration and distribution in the brain of young macaca fascicularis. To establish a new technology platform and theoretical basis for the treatment of central nervous system diseases in children.MethodsLabelled hBMSCs were transplanted into the striatum of young macaca fascicularis. Brain sections were examined to evalutate the inflammatory reaction and immunological rejection of local injection sites by HE observation and immunohistochemical staining. Migration and distribution of transplanted-hBMSCs was observed by real-time fluorescence quantitative PCR of male DNA and fluorescence microscope.ResultsThe results showed that the direct intracerebral injection of hBMSCs did not cause systemic symptoms in animals. There is no inflammatory reaction and immunological rejection was detected, and degeneration and necrosis of neural cells and proliferation of glial cells were absent in the local injection sites. The transplanted hBMSCs survived, and migrated into the brain after 4 weeks transplantation. Its migration and distribution have certain regularity and were overlapping between transplant recipients. In addtion, hBMSCs tended to extend rostrally into the forebrain and showed preference of migrating toward the blood vessels and below the ependyma.ConculsionsIntracerebral transplantation of hBMSCs is safe. And hBMSCs can survive and migrate into the brain.
Human bone marrow derived-mesenchymal stem cells; Macaca fascicularis; Migration; Distribution
國家自然科學(xué)基金項目(81502568,81402479),山東省醫(yī)藥科技發(fā)展計劃項目(2014WS0355)。
李加美(1981- ),女,主治醫(yī)師,研究方向:干細(xì)胞。E-mail: lijiamei366@126.com。
秦川(1959-),女,教授,研究方向:阿爾滋海默病的比較醫(yī)學(xué)。E-mail: chuanqin @vip.sina.com。
研究報告
R-332
A
1671-7856(2016)09-0007-06
10.3969.j.issn.1671-7856. 2016.09.002
2016-03-08