脑白质疏松症(LA)与高血压、糖尿病、老龄密切相关,随人口老龄化加剧,发生率增加,作为认知功能障碍、痴呆、卒中的预知因素,对其进行基础研究尤为重要。目前国内外对LA发生机制已有共识,但对其早期干预治疗研究甚少。本项目在前期对LA及嗅鞘细胞(OECs)的研究基础上,将血管内皮生长因子(VEGF)基因扩增后,酶切插入真核表达载体pcDNA3.1(+),质粒DNA序列分析筛选,转染促进轴突再生和髓鞘修复的鼻腔黏膜OECs,构建OECs-VEGF基因工程细胞,移植入LA大鼠侧脑室不同部位,观察局部血管的超微结构、定量评价微血管密度;分析基因工程细胞在脑内迁徒、分化、融合特点;研究VEGF基因的调控表达、血管再生、髓鞘重建;探讨VEGF基因修饰的鼻腔黏膜OECs对LA的治疗作用。为临床开展OECs自体移植、解决移植后VEGF表达量较少、持续性欠佳等瓶颈问题,探索出一条基因治疗LA的突破性方法。
VEGF;olfactory ensheathing cells;leukoaraiosis;therapeutic angiogenesis;gene modification
内容1.LA的弥散张量成像及与认知功能的相关性研究;2.LA模型的建立;3.基质金属蛋白酶和TLR-4,MCP-1,VCAM-1炎性介质在LA血脑屏障机制的作用;4.嗅鞘细胞(OECs)的分离、培养、纯化与鉴定;构建携带VEGF165基因的慢病毒;VEGF165-慢病毒载体转染OECs,构建OECs-VEGF165 基因工程细胞及分泌的VEGF165活性检测;5.注射基因工程细胞后LA模型的行为学检测、髓鞘碱性蛋白(MBP)的表达。结果1.DTI技术能够发现脑白质微结构改变,DCavg、FA值在老年人LA显示特征性改变,并与认知功能存在相关性。DTI技术可判断脑白质疾病的严重程度,同时可探索LA认知障碍的发生机制。2.成功建立LA模型,老龄高血压大鼠模型较为适合,磁共振检查、病理观察和免疫组化检测证实其可靠性。3. 实验组LA大鼠脑白质区TIMP-1、MMP-9、MMP-2的mRNA表达水平升高,其中TIMP-1与MMP-2的mRNA升高显著(P<0.05)。脑白质TLR-4,MCP-1和VCAM-1的mRNA表达显著增高(P<0.05),其水平越高,脑白质损伤程度也越重。MMPs导致的血脑屏障破坏,炎症反应参与LA的病理生理过程,血脑屏障损伤可能是脑白质疏松症的发病机制之一。 4.利用改良的差速贴壁法使分离、纯化的OECs原代细胞达98%,是简便、经济的方法;随着原代细胞传代次数的增加,OECs的纯度和活性明显下降,故要选择第一、二代细胞;携带有human-VEGF165基因的慢病毒载体可以成功将目的基因转入OECs,并达到>80%的转染效率;通过携带有human-VEGF165基因的慢病毒载体感染OECs,构建出的human-VEGF-OECs基因工程细胞可稳定、高效表达VEGF165基因,合成的目的蛋白分泌到细胞外,符合VEGF165蛋白的生理特点。5. 注射基因工程细胞后LA模型的大鼠空间学习和记忆能力明显提高,其中14天和35天较模型组有显著性差异(P<0.01),但未达到正常组水平。免疫组化显示MBP阳性表达提高。科学意义成功建立了LA模型,发现血脑屏障损害是LA的发病机制之一,构建的VEGF-OECs基因工程细胞能稳定高效表达VEGF165基因,治疗后的LA模型认知功能提高,这些成果在国内外鲜有报道,有较高的学术价值和广阔的应用前景。