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研究背景:缺血性卒中是世界上引起人类死亡和导致长期残疾的主要原因之一。然而,目前世界上治疗缺血性卒中特别是促进缺失的神经功能重建的方法十分有限。目前,建立卒中单元和用重组组织型纤溶酶原激活物(recombinant tissue plasminogen activator,r-tPA)进行静脉溶栓治疗目前已被公认可以改善缺血性卒中的预后,但是由于其狭窄的治疗时间窗的限制,使得只有一小部分病人能从中获益。功能康复治疗能使卒中患者缺失的神经功能得到一定程度上的恢复,但是,康复治疗的效果目前仍不是很乐观。因此,研究者们正在努力探索降低缺血性卒中的死亡率和促进神经功能重建的新方法。目前干细胞移植成为治疗卒中的新方法。已有报道骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)对缺血性卒中的神经保护作用与其抑制神经细胞凋亡有关。但是,骨髓MSCs对其他参与卒中发病的细胞死亡方式,如parthanatos、坏死性凋亡和自噬的作用如何目前尚不清楚。目的:探讨骨髓MSCs通过抑制哪些细胞死亡方式保护体外脑缺血模型的神经元。方法:应用全骨髓细胞培养和差速贴壁法纯化培养大鼠骨髓MSCs。对原代培养的皮层神经元通过氧糖剥夺(oxygen-glucose deprivation,OGD)和N-甲基-D-天门冬氨酸(N-methyl-D-aspartate,NMDA)损伤的方法建立体外脑缺血的模型。应用具有0.4μm小孔的聚碳酸酯膜作为隔层的六孔板建立跨室共培养系统,通过骨髓MSCs-脑缺血的神经元共培养的方法建立骨髓MSCs移植治疗缺血性卒中的体外模型。用2-溴化丙陡(propidiumiodide,PI)/Hoechst33342染色的方法测定神经元的死亡率,并对MSCs与各种选择性抑制细胞死亡的化学抑制剂的神经保护作用进行比较。通过免疫荧光染色、蛋白印迹分析和荧光实时定量PCR的方法测定与骨髓MSCs共培养后缺血的神经元的parthanatos死亡方式标志物细胞核凋亡诱导因子(apoptosis-inducing factor,AIF)和多聚二磷酸腺苷核糖(Poly ADP-ribose,PAR)、坏死性凋亡的标志物受体相互作用蛋白1(receptor interacting protein 1,RIP1)和受体相互作用蛋白 3(receptor interacting protein 3,RIP3)、细胞凋亡的标志物cleaved caspase-3以及自噬的标志物Beclin1/轻链3-B(lightchain3-B,LC3B)表达的变化。结果:与骨髓MSCs共培养可以使OGD引起的神经元死亡减少约73%～75%和使NMDA损伤引起的神经元死亡下降约68%,其神经保护作用优于任何一种选择性抑制细胞死亡的化学抑制剂。免疫荧光染色和蛋白印迹分析的结果表明,MSCs共培养通过减少AIF的入核而抑制parthanatos;通过下调RIP1/RIP3的表达而减少坏死性凋亡;通过降低cleaved caspase-3的表达而抑制细胞凋亡,但是对Beclin1的表达没有调节作用。PCR检测也得到了类似的结果。结论:MSCs共培养通过同时抑制parthanatos、坏死性凋亡和细胞凋亡保护缺血缺氧损伤的神经元,而对自噬没有影响。这个研究结果为骨髓MSCs对脑缺血模型的神经保护作用增加了新的解释机制,并且为MSCs移植治疗缺血性卒中将来应用于临床提供了新的理论依据。