人羊膜上皮干细胞通过调节巨噬细胞极化促进大鼠脊髓损伤后的功能恢复：一项原创性研究

作者及发表信息
本研究由来自中国第三军医大学西南医院神经外科的Hongyan Zhang、Jingjing Liu等团队，以及重庆干细胞与神经再生工程技术研究中心的Shijun Wei、Guanghui Zhang等合作完成，发表于*Molecular Neurobiology*期刊2025年第62卷。研究于2023年8月18日投稿，2024年10月7日接受，并于同年10月29日在线发表（DOI: 10.1007/s12035-024-04539-0）。

学术背景
脊髓损伤（Spinal Cord Injury, SCI）是一种因脊髓严重受损导致的灾难性神经损伤，目前缺乏有效治疗手段。干细胞移植因其再生潜力成为研究热点，但传统干细胞（如间充质干细胞、神经干细胞）存在伦理争议、免疫排斥和致瘤性等局限。人羊膜上皮干细胞（Human Amniotic Epithelial Stem Cells, hAESCs）因来源无伦理障碍、低免疫原性、无致瘤性，且能分泌神经营养因子（如BDNF、NT-3），成为潜在治疗候选。然而，hAESCs在SCI中的具体机制尚不明确。本研究旨在通过大鼠模型，探究hAESCs移植对SCI后功能恢复的作用，并重点分析其对巨噬细胞极化和神经炎症的调控机制。

研究流程与方法
1. hAESCs的标记与追踪
- 细胞处理：hAESCs体外培养至第3-4代，用PKH26荧光染料标记（标记率99.97%），并通过流式细胞术验证。
- 移植与追踪：SCI模型大鼠（n=75）在损伤后第7天接受不同剂量hAESCs移植（低剂量5×10⁴、中剂量1.5×10⁵、高剂量4.5×10⁵细胞/5μL），通过免疫荧光（抗Stem121抗体）追踪移植细胞存活情况，发现其可持续存在至第8周。

1. 功能恢复评估

   • 行为学测试：采用BBB评分（Basso-Beattie-Bresnahan量表）和斜板试验评估运动功能。结果显示，高剂量组恢复最佳（BBB评分显著高于SCI组，p<0.05）。
     
   • 电生理分析：运动诱发电位（MEP）检测显示，hAESCs组振幅显著高于对照组（p<0.01），提示神经传导功能改善。
     

2. 组织学与分子分析

   • 组织完整性：HE染色显示hAESCs减少损伤区空洞面积（p<0.05）；LFB染色和尼氏染色证实其增加髓鞘保留（p<0.05）和神经元存活（p<0.05）。
     
   • 神经保护效应：免疫荧光显示hAESCs显著增加Tuj1阳性神经元（p<0.0001）和NF200神经纤维密度（p<0.0001），同时减少胶质瘢痕标志物GFAP表达（p<0.01）。
     
   • 炎症调控：Western blot和ELISA检测显示，hAESCs降低促炎因子TNF-α和IL-6（p<0.01），提升抗炎因子IL-4、IL-10和IL-13（p<0.01）。
     
   • 巨噬细胞极化：免疫双标显示hAESCs减少M1型巨噬细胞标志物iNOS/CD86（p<0.01），增加M2型标志物Arg1/CD206（p<0.01）。qRT-PCR进一步验证基因表达变化。
     

主要结果
1. 剂量依赖性功能恢复：高剂量hAESCs移植组在BBB评分和斜板试验中表现最优，表明细胞剂量与疗效正相关。
2. 神经保护与再生：hAESCs通过减少空洞面积、增加髓鞘和神经元数量，直接保护脊髓组织完整性。
3. 炎症微环境重塑：hAESCs显著抑制促炎因子，促进抗炎因子分泌，并驱动巨噬细胞从M1型（促炎）向M2型（抗炎）极化，从而减轻继发性损伤。

结论与价值
本研究首次系统证实hAESCs移植通过调控巨噬细胞极化和神经炎症，促进SCI后功能恢复。其科学价值在于：
1. 机制创新：揭示了hAESCs通过M2型巨噬细胞极化改善炎症微环境的新机制。
2. 临床潜力：hAESCs来源广泛、无伦理争议，为SCI治疗提供了安全有效的候选方案。
3. 转化意义：研究结果为开发基于免疫调节的联合疗法提供了理论依据。

研究亮点
1. 多维度验证：结合行为学、电生理、组织学和分子生物学方法，全面评估hAESCs疗效。
2. 创新性发现：首次明确hAESCs通过巨噬细胞极化调控炎症的分子通路。
3. 高临床适用性：hAESCs的低免疫原性和无致瘤性，使其更易于临床转化。

其他价值
研究还提示，hAESCs可能通过旁分泌作用调节局部微环境，未来可进一步探究其分泌组学特征，以优化治疗策略。