BACE-1修饰的人骨髓间充质干细胞对创伤性颅脑损伤大鼠脑组织的保护作用

目的探究β-位点淀粉样前体蛋白剪切酶-1(BACE-1)修饰的人骨髓间充质干细胞(BMSCs)对创伤性颅脑损伤(TBI)大鼠脑组织的保护作用。方法将敲低BACE-1基因的腺病毒及空载体腺病毒感染BMSCs,并检测绿色荧光和BACE-1表达。将100只大鼠随机分为假手术(Sham)组、TBI组、空载体腺病毒感染BMSCs(Ad-BMSCs)组和敲低BACE-1基因的腺病毒感染BMSCs(Ad-si-BACE-1-BMSCs)组,每组各25只。采用Marmarou′s自由落体方法建立大鼠TBI模型,Sham组仅切开、缝合头皮,不致伤。建模2 h后,Ad-si-BACE-1-BMSCs组和Ad-BMSCs组分别经尾静脉注射敲低BACE-1基因的腺病毒及空载体腺病毒感染的BMSCs,Sham组和TBI组均给予等体积生理盐水。BMSCs移植7 d后,Morris水迷宫实验检测大鼠认知能力;苏木精-伊红染色和尼氏染色评估大鼠海马组织损伤;TUNEL染色检测海马神经元凋亡;硫黄素-S染色、免疫组化染色检测海马组织β-淀粉样蛋白(Aβ)含量;硫代巴比妥酸法和全自动生化分析仪检测海马组织丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)水平;免疫荧光染色检测海马组织离子钙结合接头分子1(Iba-1)^(+)肿瘤坏死因子-α(TNF-α)+、Iba-1^(+)白细胞介素(IL)-6^(+)、Iba-1^(+)IL-1β^(+)、胶质纤维酸性蛋白(GFAP)+TNF-α^(+)、GFAP+IL-6^(+)、GFAP+IL-1β^(+)水平;蛋白免疫印迹(Western blot)检测海马组织BACE-1、Aβ、TNF-α、IL-6、IL-1β水平。结果与Sham组比较,TBI组大鼠逃避潜伏期增加、到达先前平台的次数和在平台停留的时间减少,海马神经元排列紊乱,尼氏小体减少,TUNEL阳性率增加,海马组织Aβ、BACE-1、TNF-α、IL-6、IL-1β蛋白、MDA含量、Iba-1^(+)TNF-α^(+)、Iba-1^(+)IL-6^(+)、Iba-1^(+)IL-1β^(+)、GFAP+TNF-α^(+)、GFAP+IL-6^(+)、GFAP+IL-1β^(+)细胞数增加,SOD含量减少(P均<0.05);与TBI组比较,Ad-BMSCs组和Ad-si-BACE-1-BMSCs组大鼠逃避潜伏期减少、到达先前平台的次数和在平台停留的时间增加,神经元排列较规则,尼氏小体增加,TUNEL阳性率减少,海马组织Aβ、BACE-1、TNF-α、IL-6、IL-1β蛋白、MDA含量、Iba-1^(+)TNF-α^(+)、Iba-1^(+)IL-6^(+)、Iba-1^(+)IL-1β^(+)、GFAP+TNF-α^(+)、GFAP+IL-6^(+)、GFAP+IL-1β^(+)细胞数减少,SOD含量增加(P均<0.05);且Ad-si-BACE-1-BMSCs对大鼠上述指标的影响优于Ad-BMSCs(P<0.05)。结论BACE-1修饰的人BMSCs能够抑制TBI大鼠氧化应激和炎症反应,对TBI大鼠脑组织具有保护作用。