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第一部分建立CoCl2激活BMSCs的HIF-1信号系统的最佳药物浓度及HIF-1抑制剂2-ME2在BMSCs分泌效应中的作用目的建立氯化钴(CoCl2)药物浓度水平与BMSCs的HIF-1蛋白水平、增殖指标MTS以及损伤指标LDH水平的效应曲线。以VEGF、EPO、IGF-1蛋白水平为效应指标,论证HIF-1稳定剂及HIF-1抑制剂2-ME2在BMSCs分泌效应中的作用,并确定BMSCs分泌蛋白的时间剂量曲线。寻求CoCl2激活BMSCs的HIF-1a信号系统的最佳药物浓度。1方法分离培养BMSCs并用0、10、25、50、100M CoCl2干预12h、24h、36h、48h后采用LDH检测BMSCs毒性和MTS检测BMSCs增殖情况;采用ELISA检测CoCl2及HIF-1抑制剂2-ME2在BMSCs分泌VEGF、EPO、IGF-1中的作用;采用westernblot检测25M CoCl2干预BMSCs6h、12h、24h、36h后HIF-1蛋白的表达趋势。结果(1)LDH检测结果显示不同药物浓度的CoCl2在0-48h之间对细胞毒性影响无统计学意义(p>0.05)。(2)MTS检测结果显示不同药物浓度的CoCl2在0-48h之间对细胞增殖的影响无统计学意义(p>0.05)。(3)CoCl2作用BMSCs后,分泌蛋白的时间剂量效应关系:10M CoCl2在48h内不能有效促进BMSCs分泌VEGF,25MCoCl2在36h内随着作用时间的增加VEGF表达也增多,36h表达量最多;在12h时,随着剂量的增加EPO蛋白表达增加,100M达到最大;各药物浓度在作用BMSCs12h、36h、48h后,IGF-1蛋白的表达与对照组比较无明显的差异(p>0.05)。(4)CoCl2作用BMSCs后,westernblot检测HIF-1蛋白表达的时间效应,36h HIF-1蛋白表达比其它各组都多(p<0.05)。(5)CoCl2促进BMSCs分泌生长因子的效应可被HIF-1抑制剂抑制。25M CoCl2培养液中加入1M、2.5M、5M2-ME2后VEGF、EPO、IGF-1表达都明显降低(p<0.01),且在2.5M2-ME2作用下VEGF、EPO、IGF-1表达最低。结论(1)(0-100uM)CoCl2作用BMSCs12h、24h、36h、48h后对细胞没有明显的毒性作用。(2)(0-100uM)CoCl2对BMSC作用12h、24h、36h、48h后对细胞增殖没有明显的影响。(3)CoCl2能促进BMSCs分泌生长因子,25M CoCl2作用BMSCs36h为促进VEGF、EPO、IGF-1蛋白表达的最适条件。(4)2-ME2可抑制CoCl2促进BMSCs分泌生长因子的作用,2.5M2-ME2为抑制25M CoCl2作用BMSCs36h条件下VEGF和EPO表达的最适浓度。第二部分探讨BMSCs条件培养基改善HIBD大鼠认知功能中的作用目的建立新生大鼠培养基持续脑室内灌注的技术手段以及探讨BMSCs条件培养基改善HIBD大鼠认知功能中的作用。方法生后7日龄HIBD大鼠40只。随机分为培养基对照组(DMEM组,n=8)、骨髓间充质干细胞培养上清液组(BMSCs-DMEM组,n=8)、CoCl2作用骨髓间充质干细胞后的培养基上清液组(CoCl2-DMEM组,n=8)、CoCl2作用下的骨髓间充质干细胞以及培养基上清液组(CoCl2-DMEM+BMSCs组,n=8)、CoCl2和2-ME2共同作用骨髓间充质干细胞后的培养基上清液组(CoCl2+2-ME2-DMEM组,n=8)。收集浓缩相应的培养基并通过Alzet微型真空泵的方式连续7天注入10日龄HIBD大鼠左侧脑室。大鼠生后7周行Morris水迷宫观察CoCl2对大鼠空间学习记忆能力的影响;大鼠生后8周通过HE、尼氏染色对各组进行病理学观察; ELISA定量检测脑组织VEGF、EPO、IGF-1水平;采用神经电生理技术检测各组HIBD大鼠海马脑片LTP诱发;免疫荧光检测各组HIBD大鼠的突触可塑性关键指标AMPA受体(a-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxa-zolep-propionatereceptor, AMPAR)的GluR2亚基的表达情况。结果(1)各组HIBD大鼠在持续7天脑室内灌注条件培养基后的一般情况:摄食、睡眠情况良好,毛发光亮,行为活动无异常,精神可。(2)水迷宫行为学测试观察条件培养基对HIBD大鼠认知功能的作用:CoCl2-DMEM组和CoCl2-DMEM+BMSCs组与DMEM组比较,平均潜伏期均明显缩短,穿越平台区域的时间增加,空间学习记忆能力部分恢复(P <0.01)。(3)组织病理学HE染色以及尼氏染色观察发现DMEM组和BMSCs-DMEM组较CoCl2-DMEM组大鼠海马区结构紊乱,神经细胞损伤严重。 CoCl2-DMEM组异常细胞数较CoCl2+BMSCs-DMEM组多(P <0.01)。(4)采用ELISA探讨脑组织中生长因子的分泌情况,CoCl2-DMEM组VEGF、IGF-1表达较DMEM组和BMSCs-DMEM组高(p <0.01)。CoCl2-DMEM+BMSCs组较CoCl2-DMEM组高(p <0.01),在2-ME2作用下,脑组织中VEGF、IGF-1表达都降低。(5)CoCl2处理能增加LTP诱发率。CoCl2-DMEM组较DMEM组和BMSCs-DMEM组诱发率增高,CoCl2-DMEM+BMSCs组最高。(6)通过GluR2免疫荧光探讨LTP分子机制。荧光显微镜下观察发现DMEM组和BMSCs-DMEM组大鼠海马区GluR2表达较CoCl2-DMEM组和CoCl2+BMSCs-DMEM组少(P<0.01)。CoCl2+BMSCs-DMEM组较CoCl2-DMEM组GluR2表达多(P<0.01)。CoCl2+2-ME2-DMEM组比CoCl2-DMEM组少(P <0.01)。结论(1) CoCl2能有效改善HIBD的空间学习记忆能力,2-ME2能抑制其发挥此作用。(2) CoCl2作用的条件培养基与BMSCs可更好促进HIBD大鼠海马区结构和神经细胞损伤后的修复,二者发挥协同作用。(3)CoCl2可以促进HIBD大鼠脑组织分泌VEGF、IGF-1等神经营养因子发挥功能修复作用。(4)CoCl2处理能增加LTP诱发率。(5)从分子机制上验证CoCl2处理能调节海马突触可塑性。