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为探究母乳干细胞(BSCs)对新生儿白质损伤(WMI)的作用,研究人员开展实验,发现 BSCs 可改善 OLs 成熟,意义重大。
在生命的奇妙旅程中,早产宝宝的健康一直是医学领域重点关注的问题。新生儿白质损伤(WMI)作为早产儿常见的脑部损伤类型,如同隐藏在黑暗中的 “健康杀手”,严重威胁着他们的未来。据统计,约 5 - 15% 的极早产儿会发展为严重的神经系统后遗症,25 - 50% 会出现轻度认知障碍、学习困难和行为问题。这不仅给孩子们的身心健康带来极大伤害,也让无数家庭背负沉重的经济和精神负担。
目前,WMI 的治疗主要是对症支持治疗,然而这种方法并不能从根本上解决问题。随着医学研究的不断深入,干细胞治疗逐渐成为新的希望。母乳,这个婴儿成长的 “天然宝库”,其中含有的母乳干细胞(BSCs)引起了研究人员的浓厚兴趣。虽然此前有研究表明 BSCs 对婴儿可能有潜在益处,但它能否改善脑损伤仍是未知数。
为了揭开这个谜团,四川大学华西第二医院的研究人员开展了一项极具意义的研究。该研究成果发表在《Stem Cell Research & Therapy》杂志上。
研究人员首先面临的挑战是如何获取和培养 BSCs。他们从健康哺乳期女性产后 1 - 5 天的母乳中收集样本,通过一系列精细的操作,成功分离并培养出 BSCs。随后,利用流式细胞术和免疫荧光等技术对 BSCs 进行了全面的特征鉴定。
接着,研究人员建立了新生大鼠 WMI 模型。他们通过结扎出生后 3 天(P3)的 Sprague - Dawley(SD)大鼠右侧颈动脉,并使其暴露于 6% 的低氧环境 2 小时,成功模拟了 WMI。之后,将大鼠分为假手术组、WMI + 母乳细胞(WMI + BC)组和 WMI + 生理盐水(WMI + NS)组。在 WMI + BC 组中,建模后 24 小时将 5 μL 含有 1×106个 BCs 的细胞悬液注入侧脑室。
为了评估 BSCs 的治疗效果,研究人员进行了一系列实验。免疫荧光检测用于观察少突胶质细胞(OL)不同阶段的标记物表达;通过 Morris 水迷宫实验对大鼠进行长期神经行为学评估;检测炎症细胞因子和促炎小胶质细胞比例,以探究 BSC 治疗的潜在机制。
在研究结果方面,成功培养的 BSCs 表达间充质干细胞阳性标记物,如 CD105、CD73 等,同时也表达部分间充质干细胞阴性标记物,但不表达多能干细胞标记物。有趣的是,BSCs 还表达神经干细胞 / 祖细胞标记物,这表明其具有独特的细胞特性。
在评估 WMI 模型效果时发现,与假手术组相比,WMI 组大鼠右侧脑血流明显降低,白质组织肿胀、断裂,排列紊乱。同时,成熟 OL 标记物髓鞘碱性蛋白(MBP)和髓鞘相关糖蛋白(MAG)的表达减少,髓鞘含量降低,大鼠在 Morris 水迷宫实验中的学习和记忆能力明显下降。
而在观察 BSCs 的迁移和分化情况时,研究人员发现,注射后 12 小时,BSCs 主要集中在侧脑室,24 - 72 小时开始向损伤侧的胼胝体区域迁移。但在注射后 3 天和 7 天,BSCs 未能分化为 OLs 或神经元。
令人欣喜的是,在评估 BSC 注射的疗效和安全性时,研究取得了重要发现。与 WMI + NS 组相比,WMI + BC 组新生大鼠损伤侧白质区域的病理变化明显改善,神经细胞肿胀和断裂减轻。在 Morris 水迷宫实验中,WMI + BC 组大鼠的逃避潜伏期缩短,穿越平台的次数和在平台区域的停留时间增加。同时,BSC 治疗还促进了 OL 的分化和成熟,增加了髓鞘的数量,且对大鼠的肝肾功能没有明显影响。
进一步探究 BSC 治疗 WMI 的相关机制时发现,BSC 治疗可降低促炎小胶质细胞(B7 - 2+/Iba1+)的数量,增加抗炎小胶质细胞(CD206+/Iba1+)的数量。同时,促炎因子(Il1b、Il6、Ifng、Tnfa)的 mRNA 表达水平降低,抗炎因子(Arg1、Tgfb)的 mRNA 表达水平升高。这表明 BSCs 可能通过调节炎症反应,促进 OL 的分化和成熟,从而改善 WMI。
综合研究结论和讨论部分,该研究首次发现 BSCs 能够改善新生儿大鼠 WMI 后的 OL 成熟,其机制可能与减少促炎小胶质细胞和因子、增加抗炎小胶质细胞和因子有关。这一发现为新生儿 WMI 的治疗提供了新的潜在策略,为早产宝宝的健康带来了新的希望。不过,研究也存在一些局限性,如对 BSCs 的体内分化机制还需进一步探索,fractalkine/CX3CR1 在缺血缺氧相关脑损伤中的作用机制尚不清楚等。但这并不影响该研究的重要意义,它为后续的研究指明了方向,激励着科研人员继续深入探索,为解决新生儿 WMI 这一难题不懈努力。
研究人员在此次研究中运用了多种关键技术方法。在细胞层面,采用流式细胞术对 BSCs 的表面标志物进行分析,利用免疫荧光技术鉴定细胞特性、观察细胞分化及相关蛋白表达。动物实验方面,构建新生大鼠 WMI 模型模拟病症;通过 Morris 水迷宫实验评估大鼠神经行为学变化。分子生物学领域,运用 Western blot 测定蛋白表达水平,实时荧光定量 PCR 检测基因表达,从多维度深入探究 BSCs 治疗 WMI 的效果与机制 。