發(fā)布時間：2017-11-11 15:09

  本文關(guān)鍵詞：PET分子影像監(jiān)測誘導(dǎo)多功能干細胞治療缺血性腦梗死的實驗研究

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【摘要】：腦卒中是國際上致死致殘的第二大疾病,由于損傷或者死亡的神經(jīng)細胞很難再生,同時目前介入治療、手術(shù)等以恢復(fù)神經(jīng)功能的治療方法效果有限,因此,腦缺血損傷的治療仍存在瓶頸。最近,應(yīng)用成體干細胞如神經(jīng)干細胞(neural stem cells, NSCs)的細胞療法在增強組織修復(fù)和功能恢復(fù)方面給人們帶來了很大的希望。NSCs可以分化成各種類型的神經(jīng)細胞,因此對腦缺血損傷擁有巨大的治療潛力。但是,免疫排斥風(fēng)險及倫理問題卻又極大的限制了其臨床應(yīng)用。因此,找到一種能代替NSCs的自體來源的全能干細胞變得尤為迫切。近十年來,誘導(dǎo)多功能干細胞(induced pluripotent stem cells, iPSCs)的出現(xiàn)避免了免疫排斥問題及倫理問題。研究者通過激活特定的轉(zhuǎn)錄因子而實現(xiàn)體細胞的再編程,進而得到iPSCs。iPSCs在體外被證實能夠分化為前體神經(jīng)干細胞以及神經(jīng)細胞,包括神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細胞等。另外,傳統(tǒng)中藥也是一種治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病(尤其是腦卒中)非常有效的方法。作為其中的代表,清開靈能夠清熱化痰、醒腦開竅、活血化瘀、解毒止痛,具有治療急性出血性和缺血性腦血管病的雙重療效,可降低局灶性缺血腦梗死面積,改善神經(jīng)功能損傷,同時使內(nèi)皮型一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase, eNOS)水平升高而保護腦缺血損傷。然而,為了更好的研究iPSCs在體內(nèi)的生理過程及療效,運用無創(chuàng)、敏感、適用于臨床的細胞示蹤方法及療效評估方法是必需的。因為正電子發(fā)射斷層(positron emission tomography, PET)在臨床上可用于病人的在體細胞追蹤及療效監(jiān)測,所以這一影像模式是評估干細胞療效最合適的方法之一。其中,’8F-FDG PET顯像目前是一種研究神經(jīng)系統(tǒng)疾病發(fā)病機理及進程的有力工具。一方面,盡管iPSCs、NSCs以及中藥清開靈已經(jīng)被證實可以促進中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷后的功能恢復(fù),但是還沒有直接將兩種干細胞及干細胞聯(lián)合中藥清開靈應(yīng)用在腦缺血動物模型中的報道。因此,在本研究中我們直接比較iPSCs及NSCs的治療作用,并研究干細胞聯(lián)合中藥是否會有更好的效果。另一方面,單一的分子影像技術(shù)并不能提供全面的生理信息,難以實現(xiàn)對干細胞移植后的緊密示蹤。通過兩種或者多種成像技術(shù)的融合,實現(xiàn)優(yōu)勢互補,能夠更全面地進行干細胞示蹤和獲取生理信息等。第一部分：時空動態(tài)的PET影像活體監(jiān)測誘導(dǎo)多功能干細胞、神經(jīng)干細胞及中藥清開靈治療腦缺血損傷大鼠模型的研究我們應(yīng)用大鼠腦缺血損傷模型,用18F-FDG microPET活體、動態(tài)評價iPSCs、 NSCs以及中藥清開靈對大鼠腦缺血損傷的治療效果。制作大鼠腦缺血模型,次日,開始每日給予清開靈注射液注射治療,腦缺血再灌注3天后,將培養(yǎng)的帶有綠色熒光蛋白(green fluorescent protein, GFP)標(biāo)記的iPSCs和NSCs進行側(cè)腦室定位移植,對照組注射同體積的磷酸鹽緩沖液(phosphate buffer solution, PBS).于腦缺血損傷后次日及干細胞移植后1周、2周、3周和4周進行microPET掃描,同時進行神經(jīng)行為學(xué)評價。作為“核醫(yī)學(xué)金標(biāo)準(zhǔn)”,于第4周做完神經(jīng)行為學(xué)評價和18F-FDG microPET掃描后,各組立即取1只大鼠用于放射自顯影檢測,以確認microPET掃描結(jié)果。剩余大鼠經(jīng)生理鹽水及預(yù)冷的4%多聚甲醛(PH 7.4)灌注固定。然后取大腦做免疫組織化學(xué)和免疫熒光染色,以了解移植干細胞在腦內(nèi)的存活及分化情況。結(jié)果顯示：與PBS對照組相比,4周時間內(nèi)兩個干細胞治療組、清開靈治療組及兩個聯(lián)合治療組大鼠梗死側(cè)18F-FDG攝取都顯著升高。其中,iPSCs聯(lián)合清開靈治療組在4周時間內(nèi)葡萄糖代謝恢復(fù)一直穩(wěn)步增加,并在第3周和第4周顯著高于iPSCs組(P0.01)。第1周NSCs聯(lián)合清開靈治療組的18F-FDG攝取最顯著,隨后逐漸下降,而第4周iPSCs聯(lián)合清開靈治療組最顯著。從第3周開始,五個治療組的神經(jīng)功能學(xué)評分顯著高于PBS對照組。另外,18F-FDG PET成像結(jié)果與神經(jīng)功能恢復(fù)(P0.01)以及葡萄糖轉(zhuǎn)運體1 (glucose transporter-1, GLUT-1)陽性細胞數(shù)(P0.01)之間具有顯著相關(guān)性。免疫組織化學(xué)結(jié)果提示iPSCs聯(lián)合清開靈組的GFAP表達顯著高于iPSCs組。免疫熒光結(jié)果提示移植的iPSCs存活并遷移至梗死區(qū)域,并且表達神經(jīng)元、膠質(zhì)細胞及血管內(nèi)皮細胞標(biāo)志物,移植的NSCs存活并遷移至梗死區(qū)域,并且表達神經(jīng)元、膠質(zhì)細胞標(biāo)志物。時空動態(tài)的18F-FDG PET成像等結(jié)果顯示,iPSCs. NSCs分別聯(lián)合清開靈(尤其是iPSCs聯(lián)合清開靈)能夠更加促進腦缺血再灌注損傷后的代謝和功能恢復(fù)。與iPSCs單獨治療相比,iPSCs聯(lián)合中藥清開靈是一種更好的治療方法。第二部分：雙模式分子影像活體監(jiān)測iPSCs移植治療缺血性腦損傷的實驗研究iPSCs是一種萬能干細胞,類似胚胎干細胞(embrvonic stem cells, ESCs),有發(fā)育成任何組織或器官的潛力,有可能成為安全、有效、可控地解決人類面臨的一些醫(yī)學(xué)難題的重要方法�；铙w、無創(chuàng)、長期、反復(fù)、實時動態(tài)監(jiān)測iPSCs治療的可視化技術(shù)將成為深化研究iPSCs的關(guān)鍵技術(shù)。本研究利用轉(zhuǎn)染sr39tk-I-fluc(突變胸苷激酶與熒光素酶)雙報告基因的iPSCs,實施大鼠腦缺血模型的干細胞移植治療；通過microPET和光學(xué)分子成像,活體狀態(tài)下直接觀察sr39tk-I-fluc雙基因的表達狀況,實現(xiàn)對移植iPSCs實時監(jiān)測；本研究同時致力于評價移植iPSCs在體內(nèi)的分布、存活、生長、遷移等信息。我們實現(xiàn)了對iPSCs治療的在體、無創(chuàng)、動態(tài)、雙模式分子影像監(jiān)測。從整體上闡明和揭示了iPSCs在活體的動態(tài)變化規(guī)律,為iPSCs研究提供了新策略。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R743.3;R817.4

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8 ;《自然》:誘導(dǎo)多功能干細胞轉(zhuǎn)化率提高約百倍[J];生命科學(xué)儀器;2009年07期

9 王格;陳哲;武棟成;;誘導(dǎo)多功能干細胞的研究進展[J];中國組織工程研究與臨床康復(fù);2011年23期

10 譚加;付晉鳳;;誘導(dǎo)多功能干細胞研究進展及其在燒傷領(lǐng)域的臨床應(yīng)用[J];中華損傷與修復(fù)雜志(電子版);2012年05期

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1 羅煥敏;;誘導(dǎo)多功能干細胞在AD發(fā)病機制和新藥篩選中的應(yīng)用[A];2009全國抗衰老與老年癡呆學(xué)術(shù)會議論文匯編[C];2009年

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1 本報記者 劉霞;誘導(dǎo)多功能干細胞遭遇“成長煩惱”[N];科技日報;2011年

2 常麗君;誘導(dǎo)多功能干細胞讓癱瘓絨猴重新蹦跳[N];科技日報;2010年

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4 李天舒;科學(xué)家研制出誘導(dǎo)性多功能干細胞[N];健康報;2007年

5 劉霞;誘導(dǎo)多功能干細胞讓小鼠長出大鼠胰腺[N];科技日報;2011年

6 劉霞;美用miRNAs制造出誘導(dǎo)多功能干細胞[N];科技日報;2011年

7 劉霞;誘導(dǎo)多功能干細胞“不忘”原初組織[N];科技日報;2010年

8 華義;日本：“舉國體制”加速誘導(dǎo)多功能干細胞研究[N];新華每日電訊;2008年

9 ;誘導(dǎo)多功能干細胞可培育胰腺[N];人民日報;2008年

10 記者 劉霞;美利用質(zhì)粒制造誘導(dǎo)多功能干細胞[N];科技日報;2009年

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1 李淑;白癜風(fēng)患者成纖維細胞重編程為誘導(dǎo)多功能干細胞的研究[D];江蘇大學(xué);2016年

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3 吳儀;活性氧對誘導(dǎo)多功能干細胞（iPS）的作用及功能研究[D];寧夏醫(yī)科大學(xué);2012年

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5 劉瀠蔚;豬體外受精效率的穩(wěn)定性研究及豬多功能干細胞的誘導(dǎo)與初步鑒定[D];吉林農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

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本文編號：1171905