肌萎缩侧索硬化症(Amyotrophic lateral sclerosis，ALS)是一种选择性侵犯运动神经元，以运动皮质、脑干和脊髓运动神经元变性、丢失为主要病理特点，引起进行性肢体瘫痪和肌肉萎缩的致命性神经系统变性病。中年男性多见，患者表现为慢性进行性肌肉无力、肌肉萎缩、肌肉跳动、腱反射亢进、病理征阳性等症状和体征，一般不影响感觉系统和认知功能。通常起病3．5年后因呼吸衰竭死亡。目前发病机制不明，大约10﹪ALS为家族性(FALS)，其中20﹪由编码铜锌超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD1)的基因突变所致，SOD1基因突变种类已逾120种。目前已建立了几种表达突变人SODl(hmSOD1)基因的转基因模型鼠，国际上应用比较广泛的是SOD1-G93A转基因鼠，该小鼠模型具有和人类ALS疾病相似的临床表现和病理特征。mSOD1的致病机制尚不明确，可能的机制包括异常蛋白聚集物的形成、氧化应激、线粒体功能异常、神经丝蛋白异常磷酸化、兴奋性氨基酸毒性、凋亡和炎性级联反应等。 目前ALS的治疗措施包括药物治疗、基因治疗和细胞治疗。大多数的研究建立在临床前动物模型上，治疗的靶点主要是针对ALS致病机制中的不同环节。除了力如太以外，在模型鼠中表明有效的药物治疗在临床试验中均没有得到预期的疗效。由于多种作用机制、多种细胞和细胞间的相互作用参与了ALS的发病，并无证据显示哪种机制占主要地位，因此应用单一药物效果不佳，有效的ALS治疗策略应尽可能的兼顾各个环节，联合用药。基因治疗也因缺乏明确的治疗靶点而效果不佳，并且因为病毒载体潜在的危险性，基因表达的不稳定性限制了基因治疗在临床中的应用。骨髓间质干细胞(mesenchymal stem cell，MSCs)具有多潜能性，能够分化为神经元和胶质细胞。取材容易且能迅速培养增殖，短期内可获得大量扩增，弥补了神经干细胞取材困难的缺点，自体移植可避免移植后免疫排斥反应，克服了骨髓和脐血需要严格配型的限制。因此MSCs作为神经元的另一来源用于ALS细胞治疗具有广阔的应用前景。Mazzini小组利用MSCs进行了ALS治疗的临床试验，最终结果尚有待于观察，由于样本量小及临床试验的限制，尚不能明确MSCs移植治疗ALS有否效果。ALS的发病机制复杂，病变的神经元产生大量氧自由基，小胶质细胞活化产生多种炎性因子，星形胶质细胞功能障碍使得细胞外谷氨酸过多聚集，内环境呈病理状态。ALS患者的脑脊液含有过多的氧自由基和过氧化物，在体外可诱导正常的神经元和星形胶质细胞出现细胞毒性和细胞死亡。因此尚不能明确在正常骨髓环境下生长的MSCs移植入这种陌生的病理环境中，是否能存活及移植后有否治疗效果。因此为了更贴近临床研究，本文采用人骨髓间质干细胞(hMSCs)经动、静脉移植SOD1-G93A转基因鼠，动态检测运动功能、病理、电生理，生存期和发病时间，从体内外实验来验证hMSCs在SOD1-G93A转基因鼠中的存活、增殖活性和表型，为hMSCs临床应用于ALS提供实验依据。 研究得出如下结论: (1)人骨髓间质干细胞在体外SOD1-G93A转基因鼠中枢神经系统模拟微环境中发生形态改变，由长梭形转变为“神经元”样细胞；细胞活力好，未见有明显的凋亡，可以表达成熟和早期神经元的表面标志物，说明体外SOD1-G93A转基因鼠中枢神经系统模拟微环境含有足够的神经营养因子和有利信号使hMSCs向神经元方向分化(创新点1)。 (2)静脉移植人骨髓间质干细胞可以显著的延长SOD1-G93A转基因鼠的生存期(延长18天)，延缓发病时间(延缓发病14天)，延缓运动功能的(延缓3周)丢失；动态检测病理和电生理发现静脉移植hMSCs可以延缓脊髓前角运动神经元的丢失，延缓神经轴突的变性，证明静脉移植治疗SOD1-G93A转基因鼠是有效的(创新点2)。 (3)静脉移植的人骨髓间质干细胞可以分布于体内各器官，长期存活。细胞可以随血流穿越血脑屏障迁移至中枢神经系统脑和脊髓前角病变区，表达神经胶质细胞的表面标志物；静脉移植骨髓间质干细胞可以改善病理过程，改善内环境，抑制胶质细胞的增生(创新点3)。 (4)对新移植途径的探索：经心移植人骨髓间质干细胞可以显著的延长SOD1-G93A转基因鼠的生存期，延缓发病时间(创新点4)。