【研究内容】

骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells，BMSCs)是经典的干细胞之一，它具有良好的生物学特性和多向分化潜能等特点，已成为再生医学研究领域的研究热点，是最受欢迎的种子细胞之一。近年来研究发现，BMSCs 在条件培养基中能向神经细胞方向分化，为神经损伤修复以及再生提供了良好的种子细胞。这为临床治疗存在巨大挑战的脊髓损伤(spinal cord injury，SCI)患者带来了新的治疗方法，且前景广阔。

【实验方法】

1.提高骨髓间充质干细胞的活性。研究发现利用低强度脉冲超声处理BMSC后，在体外能获得较高的细胞活力、迁移率和神经营养因子表达，凋亡率保持不变。SCI后利用骨髓间充质干细胞和低强度脉冲超声处理后的骨髓间充质干细胞移植到SCI处治疗发现，其中心区水平较高的骨髓间充质干细胞移植组的运动功能明显改善，神经营养受体表达增强。

2.降低损伤局部微环境对移植骨髓干细胞的抑制作用。SCI后，局部会诱发严重的氧化应激和炎性反应，这对移植入的骨髓间充质干细胞的存活以及活性构成了严重的威胁，因此提高干细胞的活性或者降低局部的氧化应激和炎性反应能提高 SCI的修复效果。有研究将白花丹素和骨髓间充质干细胞联合移植到SCI大鼠体内发现大鼠运动功能明显改善，其机制就是利用白花丹素强大的抗炎和抑制氧化应激的作用从而改善移植入大鼠内干细胞的活性和功能。

3.植入的骨髓间充质干细胞固定的停留在损伤局部发挥作用。研究认为当植入的干细胞能固定在损伤部位且存活状态良好时其治疗效应更明显。目前而言，将植入的骨髓间充质干细胞复合到多通道生物支架上，移植后发现运动功能明显改善，组织学评估发现植入的骨髓间充质干细胞分化为神经元样细胞、局部大量的再生神经纤维，电镜发现局部髓鞘蛋白表达阳性，而未复合到支架的骨髓干细胞移植组其疗效明显差于复合组。这可能是复合骨髓间充质干细胞后能直接在 SCI处发挥强大的分泌功能促进损伤脊髓修复，此外，也能充分发挥干细胞强大的分化潜能填补损伤的神经元。

【结 果】

在骨髓间充质干细胞治疗SCI研究中，提高骨髓干细胞活性和降低SCI微环境对干细胞的抑制作用是相互的，而要发挥干细胞的分化潜能需要使干细胞处 于特定的微环境中才能诱导分化为相应的组织细胞。显然，在植入的干细胞固定在损伤局部较其游离于椎管内或者说脑脊液中更能受局部微环境的影响而分化为相应的组织细胞。因此，提高骨髓干细胞活性、降低局部微环境的抑制作用、用生物材料复合干细胞并固定到损伤部分能明显提高SCI的治疗效果，这不仅提高了骨髓间充质干细胞的分泌功能如神经营养相关因子以及其他抑制炎性相关因子从而提高了损伤神经及神经元的营养和保护损伤作用、降低局部炎性及应激反应；而且使得干细胞更易受局部微环境的影响而分化为神经相关细胞。

【结 论】

BMSCs具有良好的干细胞生物学特性和高度的分化能力，在实验阶段证实了其在SCI治疗方面强大的效果。而近年来，逐渐走出实验阶段，应用到临床上，为SCI患者的治疗带来了新的希望。而未来的研究重点将放在如何提高干细胞活性比如微组织的研究、如何将干细胞固定在损伤部位比如利用生物相容性良好并易降解的多通道支架复合微组织。如果这些问题得以成功将为广大SCI患者带来福音。