脊髓损伤模型小胶质细胞的高效移植替换策略

背景:由于脊髓损伤的发生率逐年升高,且脊髓损伤后神经再生困难,因此如何促进脊髓损伤的恢复和提高脊髓损伤后干细胞及其他治疗细胞的移植效率,一直是临床及科研的研究热点和重点。目的:建立脊髓损伤模型小鼠脊髓小胶质细胞高效率移植替换的方式。方法:选取8-10周龄CX3CR1 creER^(-/+)::LSL-BDNF^(-/+)-tdTomato小鼠,CX3CR1^(+/GFP)小鼠,β-actin GFP小鼠及C57BL/6J野生型小鼠。按照实验要求随机分为6组:(1)假手术组:只掀除小鼠椎板而不做损伤,使用8只基因型为C57BL/6J野生型小鼠;(2)脊髓打击损伤组:使用8只基因型为C57BL/6J野生型小鼠;(3)脊髓钳夹损伤组,使用8只基因型为C57BL/6J野生型小鼠;(4)连体共生脊髓打击损伤组:通过手术将血液发绿色荧光的β-actin GFP小鼠与C57BL/6J野生型小鼠分别缝合在一起,使用8只β-actin GFP小鼠和8只C57BL/6J野生型小鼠;(5)Mr BMT-X Ray组(PLX5622清除脊髓小胶质细胞加X射线辐射清髓移植组):将4只CX3CR1 cre ER^(-/+)::LSL-BDNF^(-/+)-tdTomato小鼠骨髓细胞移植给8只C57BL/6J野生型小鼠并进行脊髓打击损伤造模;(6)Mr BMT-Busulfan组(PLX5622清除脊髓小胶质细胞加Busulfan清髓移植组):将4只CX3CR1^(+/GFP)小鼠的骨髓细胞移植给8只C57BL/6J野生型小鼠,只观察细胞移植替换比例,不进行脊髓损伤造模处理。假手术组、脊髓打击损伤组、脊髓钳夹损伤组小鼠在脊髓损伤后第14天灌流取材,连体共生脊髓打击损伤组小鼠在脊髓损伤后第7天灌流取材,Mr BMT-X Ray组小鼠在脊髓损伤后第28天灌流取材,Mr BMT-Busulfan组在移植后第28天灌流取材,取材部位为以小鼠脊髓T10节段为中心共1.2 cm长的脊髓;为观察Mr BMT-X Ray组和Mr BMT-Busulfan组是否会发生脑部的移植替换,故需额外留存小鼠的脑组织。通过使用转基因小鼠、连体共生及免疫荧光检测损伤区域移植和替换的细胞数目与比例。结果与结论:与传统的经外周血移植方式即连体共生脊髓打击损伤组小鼠的细胞移植效率(9.8%)相比,新型移植方式Mr BMT-X Ray和Mr BMT-Busulfan可以大幅度提高脊髓小胶质细胞的移植替换比例,分别可以达到84.8%和95.6%,差异有显著性意义(P<0.05)。结果表明,新型的细胞移植方式Mr BMT-X Ray和Mr BMT-Busulfan可以实现脊髓小胶质细胞的高效率替换,可以改善传统细胞移植方式存在的细胞移植效率低、存活数目少及分化不清楚的问题,并且Mr BMT-X Ray可以实现仅替换小鼠的脊髓小胶质细胞,而Mr BMT-Busulfan则可以避免X射线辐射移植方式可能造成的脑部炎症和损伤。