人神经干细胞源施万样细胞条件培养液促进血管再生及修复坐骨神经损伤的研究

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目的:研究人神经干细胞源施万样细胞条件培养液(conditioned medium of Schwann-like cells derived from human neural stem cells,以下简称SC-like cell CM)体外对内皮细胞增殖、迁移和管形成的作用,以及体内对大鼠坐骨神经挤压伤后促进血管再生及神经修复的作用,并初步探讨SC-like cell CM促进血管生成的可能机制。方法:(1)通过流式细胞术分析人胚胎干细胞源神经干细胞(human embryonic stem cell derived-neural stem cells,hESC-NSCs)和人神经干细胞源施万样细胞(Schwann-like cells derived from human neural stem cells,以下简称SC-like cells)中神经标志物的表达以及RT-qPCR分析神经营养因子和促血管生成基因的表达。(2)通过MTT实验、BrdU染色、Transwell迁移实验、划痕实验和小管形成实验来检测SC-like cell CM对人脐静脉内皮细胞株(human umbilical vein endothelial cells,HUVEC)增殖、迁移和管形成的作用。(3)通过Western blot检测SC-like cell CM对HUVEC PI3K/Akt/mTOR信号通路的影响。(4)通过MTT实验、Transwell迁移实验、划痕实验和小管形成实验来检测SC-like cell CM对PI3K抑制剂LY294002处理后的HUVEC增殖、迁移和管形成的影响。(5)建立SD大鼠坐骨神经挤压伤模型。通过足迹分析、坐骨神经功能指数(sciatic nerve function index,SFI)、腓肠肌湿重和肌纤维形态学观察SC-like cell CM对坐骨神经挤压伤后功能恢复的影响。(6)通过透射电镜(transmission electron microscope,TEM)评估SC-like cell CM对坐骨神经挤压伤后髓鞘再生的作用。(7)通过伊文思蓝渗漏实验和CD34免疫荧光染色观察SC-like cell CM对坐骨神经挤压伤后损伤部位血管再生的影响。结果:(1)流式细胞术结果显示,与hESC-NSCs相比,SC-like cells中Nestin蛋白表达下降,而GFAP和P75NTR蛋白表达增加。RT-qPCR显示,与hESC-NSCs相比,SC-like cells中神经营养因子(BDNF,NGF和NT-3)以及血管生成分子(VEGF-A,Ang-1和Ang-2)的表达均上调(P均<0.05)。(2)经SC-like cell CM处理后,明显促进HUVEC增殖、迁移和管形成,与对照组相比均有统计学意义(P均<0.05)。(3)经SC-like cell CM处理后,HUVEC中p-Akt、p-mTOR表达增加,并且经PI3K抑制剂LY294002处理后能有效逆转SC-like cell CM引起的蛋白表达增加。(4)经PI3K抑制剂LY294002处理后能有效逆转SC-like cell CM诱导的HUVEC增殖、迁移和管形成的改变。(5)坐骨神经挤压伤后第14 d,与对照组相比,SC-like cell CM处理明显增加SFI并改善腓肠肌萎缩情况(P均<0.05)。(6)坐骨神经挤压伤后第14 d,与对照组相比,SC-like cell CM组有髓纤维数量和髓鞘厚度均明显增加(P均<0.05)。(7)坐骨神经挤压伤后第14 d,与对照组相比,SC-like cell CM处理明显降低血管通透性并且增加微血管密度(P均<0.05)。结论:(1)SC-like cell CM在体外具有促血管生成作用。(2)SC-like cell CM通过激活PI3K/Akt/mTOR信号通路发挥促血管生成作用。(3)SC-like cell CM在体内促进坐骨神经挤压伤后髓鞘再生及神经功能恢复。(4)SC-like cell CM在体内促进坐骨神经挤压伤后血管再生。
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