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摘要
目的探讨人脐带间充质干细胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells,HUCMSCs)外泌体对创伤性脑损伤(traumatic brain injury,TBI)后神经保护的作用及可能机制。方法分离、培养HUMSCs并提取外泌体,使用透射电镜和蛋白免疫印迹方法进行外泌体鉴定;将60只健康雄性SPF级SD大鼠按照随机数字表法分为3组,分别为假手术组(n=20)、TBI对照组(n=20)、外泌体治疗组(n=20),采用电子脑皮质损伤撞击仪建立大鼠TBI模型,采用改良神经功能缺损评分(modified neurological severity score,mNSS)和Morris水迷宫实验(Morris water maze,MWM)评估大鼠的神经功能运动和空间记忆功能,使用免疫荧光法检测胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein,GFAP)和小胶质细胞特异性蛋白离子钙结合衔接分子1(ionized calcium binding adaptor molecule-1,IBA1)活化表达水平。TUNEL检测大脑皮质损伤区细胞凋亡的变化。所有的数据采用SPSS 22.0软件进行统计分析,两组间比较采用t检验,多组均数的比较采用单因素方差分析,双因素方差分析进行神经行为学统计。结果相差显微镜下,HUCMSCs的外泌体直径为40～120 nm,呈圆形,荧光显微镜下显示标记的外泌体CD9、CD63蛋白表达阳性。与TBI组相比,外泌体治疗组mNSS评分[术后28 d(3.23±0.72)分]较TBI组[术后28 d(5.14±0.96)分]明显降低(t=3.559,P<0.01);水迷宫实验结果显示,术后第26天外泌体治疗组的逃避潜伏期[(21.25±4.72)s]较TBI组[(33.06±8.81)s]变短(t=3.737,P<0.01),外泌体治疗组穿越平台次数[(3.56±0.48)次]与TBI组[(2.06±0.36)次]相比明显增加(t=7.906,P<0.01),经过外泌体治疗后,大鼠的运动功能和空间记忆功能明显改善;免疫荧光显示,TBI组与假手术组相比GFAP和IBA1表达量明显增高,外泌体治疗组与TBI组相比明显降低;TUNEL染色结果显示TBI组大脑皮质TUNEL阳性细胞数较假手术组明显增多(P<0.01),给予外泌体治疗后,TUNEL阳性细胞的数量较TBI组明显减少(P<0.01)。结论 HUCMSCs外泌体在脑外伤后可促进神经功能恢复,抑制胶质细胞过度活化,保护神经元细胞,并减少细胞凋亡。
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