Optimal time for subarachnoid transplantation of neural progenitor cells in the treatment of contusive spinal cord injury
摘要
分别于大鼠脊髓钝挫伤即刻（急性期）、7d（亚急性期）及4周（慢性期）经蛛网膜下腔移植携带绿色荧光转基因的孕14d胚胎大鼠脑泡神经祖细胞，探讨移植的最佳时机。结果发现急性期移植的神经祖细胞可存活至少4周，细胞团多聚集在损伤区血管周围，并沿神经纤维间隙向损伤区脊髓实质内迁移，但亚急性期和慢性期移植者未观察到上述现象。神经祖细胞移植后8周，在慢性期移植的大鼠马尾区及损伤区可见移植的神经祖细胞附着，细胞团内部分细胞可表达星形胶质细胞标记物胶质纤维酸性蛋白及少突胶质细胞标记物O4，而急性期及亚急性期移植者未见。BBB评分结果显示急性期移植神经祖细胞在提高大鼠后肢运动功能方面较亚急性期和慢性期移植更显著。说明脊髓损伤急性期经蛛网膜下腔移植的神经祖细胞存活时间短，且未向星形胶质细胞或神经元分化，但移植细胞可到达脊髓损伤区实质，改善脊髓损伤大鼠的神经功能，效果优于亚急性期和慢性期。
关键词： 神经再生； 脊髓损伤； 蛛网膜下腔； 细胞移植； 神经祖细胞； 时间窗； 神经修复； 基金资助文章； 图片文章；
研究亮点：
1 脊髓损伤急性、亚急性及慢性期经蛛网膜下腔移植的神经祖细胞均可存活，并可改善脊髓损伤大鼠的神经功能。
2 脊髓损伤急性期经蛛网膜下腔移植的神经祖细胞多聚集在损伤区血管周围，并沿神经纤维间隙向损伤区脊髓实质内迁移。
3 脊髓损伤慢性期经蛛网膜下腔移植的神经祖细胞存活时间长，且可向胶质细胞或少突胶质细胞分化。
4 脊髓损伤急性期移植的祖细胞细胞可到达脊髓损伤区实质，在改善脊髓损伤大鼠的神经功能方面优于亚急性期和慢性期。
1 实验设计构思介绍
近几十年，脊髓损伤后促进中枢神经再生修复及功能康复的研究较多，多是以细胞移植为背景，尤其是干细胞移植治疗中枢神经系统疾病及损伤已成为热点，其中神经祖细胞移植有利于损伤的神经组织修复。神经祖细胞具有较高的神经细胞分化潜能，但多数研究是将细胞移植入损伤区，该途径是比较有效的方法。但是在临床应用中，这种方法具有侵袭性，常需要开放性手术治疗，费用也较高，存在进一步损伤脊髓的风险且不易被患者接受。蛛网膜下腔神经干细胞移植治疗脊髓损伤实验研究报道具有一定疗效，临床应用也有报道，但疗效不确定，是否移植时机对治疗效果有影响，因此进行该途径移植神经祖细胞的时间窗研究。
2 国内外同类研究水平的介绍
国内外研究多为实验研究，发现移植的神经祖细胞可以向脊髓损伤区迁移，且可以分化为成熟的神经元或神经胶质细胞，可以促进实验动物脊髓神经功能恢复，也对移植细胞种类进行了研究，临床研究多为亚急性期细胞移植的临床观察，只是得出安全的结论，有效性尚存争议。但是针对最佳移植时间窗的研究尚未见报道。
3 与其他同类研究的比较
课题组在脊髓损伤后不同时期（急性期、亚急性期及慢性期）进行细胞移植治疗脊髓损伤，首先观察移植细胞是否可以进入损伤区脊髓实质，因为只有移植细胞进入脊髓实质内才能发挥作用，其次观察移植细胞的分布及分化特点，实验在其他同类研究的基础上进一步探讨该方法的时限性，精细探讨经蛛网膜下腔移植神经祖细胞治疗脊髓损伤的适用范围，提高临床疗效，从而为临床应用提供实验数据。
4 文章先进性
PubMed（Medline）检索时间1977—2012年3月、EMBASE数据库（1977—2012年3月）、中国生物医学文献数据库(1984年2012～3月)，手工检索相关杂志。检索词：spinal cord injury；subarachnoid space；cell transplantation；neural progenitor cells；neural stem cell; lumbar puncture;脊髓损伤；蛛网膜下腔；细胞移植；神经干细胞；神经祖细胞；腰椎穿次。共检索相关文献123篇，最终选定62篇，综述成文《经蛛网膜下腔细胞移植治疗脊髓损伤的研究进展》，在《中国脊柱脊髓杂志》发表。
5 专家意见与答疑
专家意见1：材料与方法部分出现了NF的说明，但结果中没有，建议补充说明。
作者答疑：已经补充。NF主要标记宿主神经轴突（神经纤维）目的是观察移植细胞与宿主脊髓白质相对位置关系，本研究未作轴突再生方面的观察，只是探寻蛛网膜下腔细胞移植，神经祖细胞迁入脊髓损伤区实质内的最佳时间窗，因为只有移植细胞进入脊髓实质内才具有促进再生及神经功能修复的物质基础，具体促进脊髓神经功能修复机制是细胞替代、促进轴突再生、促进再髓鞘化还是作为中转重建神经环路等问题是我们的下一步研究计划，故NF在本文中未做重点描述。
专家意见2：本文最主要的结果是急性期移植细胞可迁移至脊髓损伤部位实质中，促进模型动物BBB评分改善，但移植细胞缺乏分化为胶质细胞或神经元的证据，那么，其促进BBB评分提高的依据可能是什么呢？建议结合文献适当补充。
作者答疑：已经补充下述讨论内容：没有观察到神经祖细胞的分化证据，可能的原因（1）细胞移植入蛛网膜下腔的时间较短；（2）急性期局部炎症反应显著，可能炎性因子对神经祖细胞的分化具有抑制作用；（3）炎症反应旺盛期巨噬细胞大量迁入，导致移植的异种神经祖细胞被吞噬，使得短时间内神经祖细胞细胞数量急剧减少，从而分化表达较弱，不易观察。BBB评分提高可能的机制：（1）移植的神经祖细胞进入脊髓实质内可提供轴突附着基质，有助于轴突生长；（2）分泌神经营养因子改善局部微环境，减轻继发性损伤，促进轴突发芽再生从而保留更多的脊髓神经功能；（3）少量神经祖细胞可分化为胶质细胞或神经元，使得脱髓鞘轴突再髓鞘化或作为中转神经元重建神经环路，从而促进神经功能修复。
摘要
分别于大鼠脊髓钝挫伤即刻（急性期）、7d（亚急性期）及4周（慢性期）经蛛网膜下腔移植携带绿色荧光转基因的孕14d胚胎大鼠脑泡神经祖细胞，探讨移植的最佳时机。结果发现急性期移植的神经祖细胞可存活至少4周，细胞团多聚集在损伤区血管周围，并沿神经纤维间隙向损伤区脊髓实质内迁移，但亚急性期和慢性期移植者未观察到上述现象。神经祖细胞移植后8周，在慢性期移植的大鼠马尾区及损伤区可见移植的神经祖细胞附着，细胞团内部分细胞可表达星形胶质细胞标记物胶质纤维酸性蛋白及少突胶质细胞标记物O4，而急性期及亚急性期移植者未见。BBB评分结果显示急性期移植神经祖细胞在提高大鼠后肢运动功能方面较亚急性期和慢性期移植更显著。说明脊髓损伤急性期经蛛网膜下腔移植的神经祖细胞存活时间短，且未向星形胶质细胞或神经元分化，但移植细胞可到达脊髓损伤区实质，改善脊髓损伤大鼠的神经功能，效果优于亚急性期和慢性期。
关键词： 神经再生； 脊髓损伤； 蛛网膜下腔； 细胞移植； 神经祖细胞； 时间窗； 神经修复； 基金资助文章； 图片文章；
研究亮点：
1 脊髓损伤急性、亚急性及慢性期经蛛网膜下腔移植的神经祖细胞均可存活，并可改善脊髓损伤大鼠的神经功能。
2 脊髓损伤急性期经蛛网膜下腔移植的神经祖细胞多聚集在损伤区血管周围，并沿神经纤维间隙向损伤区脊髓实质内迁移。
3 脊髓损伤慢性期经蛛网膜下腔移植的神经祖细胞存活时间长，且可向胶质细胞或少突胶质细胞分化。
4 脊髓损伤急性期移植的祖细胞细胞可到达脊髓损伤区实质，在改善脊髓损伤大鼠的神经功能方面优于亚急性期和慢性期。
1 实验设计构思介绍
近几十年，脊髓损伤后促进中枢神经再生修复及功能康复的研究较多，多是以细胞移植为背景，尤其是干细胞移植治疗中枢神经系统疾病及损伤已成为热点，其中神经祖细胞移植有利于损伤的神经组织修复。神经祖细胞具有较高的神经细胞分化潜能，但多数研究是将细胞移植入损伤区，该途径是比较有效的方法。但是在临床应用中，这种方法具有侵袭性，常需要开放性手术治疗，费用也较高，存在进一步损伤脊髓的风险且不易被患者接受。蛛网膜下腔神经干细胞移植治疗脊髓损伤实验研究报道具有一定疗效，临床应用也有报道，但疗效不确定，是否移植时机对治疗效果有影响，因此进行该途径移植神经祖细胞的时间窗研究。
2 国内外同类研究水平的介绍
国内外研究多为实验研究，发现移植的神经祖细胞可以向脊髓损伤区迁移，且可以分化为成熟的神经元或神经胶质细胞，可以促进实验动物脊髓神经功能恢复，也对移植细胞种类进行了研究，临床研究多为亚急性期细胞移植的临床观察，只是得出安全的结论，有效性尚存争议。但是针对最佳移植时间窗的研究尚未见报道。
3 与其他同类研究的比较
课题组在脊髓损伤后不同时期（急性期、亚急性期及慢性期）进行细胞移植治疗脊髓损伤，首先观察移植细胞是否可以进入损伤区脊髓实质，因为只有移植细胞进入脊髓实质内才能发挥作用，其次观察移植细胞的分布及分化特点，实验在其他同类研究的基础上进一步探讨该方法的时限性，精细探讨经蛛网膜下腔移植神经祖细胞治疗脊髓损伤的适用范围，提高临床疗效，从而为临床应用提供实验数据。
4 文章先进性
PubMed（Medline）检索时间1977—2012年3月、EMBASE数据库（1977—2012年3月）、中国生物医学文献数据库(1984年2012～3月)，手工检索相关杂志。检索词：spinal cord injury；subarachnoid space；cell transplantation；neural progenitor cells；neural stem cell; lumbar puncture;脊髓损伤；蛛网膜下腔；细胞移植；神经干细胞；神经祖细胞；腰椎穿次。共检索相关文献123篇，最终选定62篇，综述成文《经蛛网膜下腔细胞移植治疗脊髓损伤的研究进展》，在《中国脊柱脊髓杂志》发表。
5 专家意见与答疑
专家意见1：材料与方法部分出现了NF的说明，但结果中没有，建议补充说明。
作者答疑：已经补充。NF主要标记宿主神经轴突（神经纤维）目的是观察移植细胞与宿主脊髓白质相对位置关系，本研究未作轴突再生方面的观察，只是探寻蛛网膜下腔细胞移植，神经祖细胞迁入脊髓损伤区实质内的最佳时间窗，因为只有移植细胞进入脊髓实质内才具有促进再生及神经功能修复的物质基础，具体促进脊髓神经功能修复机制是细胞替代、促进轴突再生、促进再髓鞘化还是作为中转重建神经环路等问题是我们的下一步研究计划，故NF在本文中未做重点描述。
专家意见2：本文最主要的结果是急性期移植细胞可迁移至脊髓损伤部位实质中，促进模型动物BBB评分改善，但移植细胞缺乏分化为胶质细胞或神经元的证据，那么，其促进BBB评分提高的依据可能是什么呢？建议结合文献适当补充。
作者答疑：已经补充下述讨论内容：没有观察到神经祖细胞的分化证据，可能的原因（1）细胞移植入蛛网膜下腔的时间较短；（2）急性期局部炎症反应显著，可能炎性因子对神经祖细胞的分化具有抑制作用；（3）炎症反应旺盛期巨噬细胞大量迁入，导致移植的异种神经祖细胞被吞噬，使得短时间内神经祖细胞细胞数量急剧减少，从而分化表达较弱，不易观察。BBB评分提高可能的机制：（1）移植的神经祖细胞进入脊髓实质内可提供轴突附着基质，有助于轴突生长；（2）分泌神经营养因子改善局部微环境，减轻继发性损伤，促进轴突发芽再生从而保留更多的脊髓神经功能；（3）少量神经祖细胞可分化为胶质细胞或神经元，使得脱髓鞘轴突再髓鞘化或作为中转神经元重建神经环路，从而促进神经功能修复。
