本研究的主要作者包括Xiao Liu、Wenqi Xu、Zhengzheng Zhang、He Liu、Lanxin Lv、Dong Han、Lin Liu、Aimin Yao和Tie Xu，他们分别来自徐州医科大学附属医院急诊中心、江苏省卫生应急研究所、徐州医科大学附属医院妇产科和麻醉科。该研究于2020年发表在《Spine》期刊上，题为《Vascular Endothelial Growth Factor-Transfected Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells Improve the Recovery of Motor and Sensory Functions of Rats with Spinal Cord Injury》。

学术背景

脊髓损伤（Spinal Cord Injury, SCI）是一种全球范围内常见的医学问题，尤其在16至30岁的人群中，发病率约为每百万人口25至40例。SCI不仅导致高残疾率，还可能引发严重的感觉和运动功能障碍，给患者及其家庭带来巨大负担。目前，尚无有效的治疗方法能够完全恢复SCI患者的功能。因此，寻找新的治疗策略成为当务之急。

骨髓间充质干细胞（Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells, BMSCs）因其能够促进神经轴突生长和抑制脱髓鞘作用，已被广泛应用于神经系统损伤的治疗。然而，SCI后局部血管减少和二次损伤导致BMSCs的存活率降低，限制了其治疗效果。血管内皮生长因子（Vascular Endothelial Growth Factor, VEGF）是促进血管生成和维持血管通透性的关键因子，但其半衰期短（约1小时），限制了其在SCI治疗中的应用。本研究旨在通过将VEGF基因转染至BMSCs中，构建VEGF基因转染的BMSCs（BMSC-VEGF），并评估其对SCI大鼠运动和感觉功能恢复的影响。

研究流程

1. BMSCs的转染
   BMSCs由徐州医科大学救援医学研究所提供，细胞在低糖DMEM培养基中培养，并加入10%胎牛血清。为了追踪移植细胞，BMSCs被转染绿色荧光蛋白（Green Fluorescent Protein, GFP）报告基因。通过腺病毒载体将VEGF-GFP基因转染至BMSCs中，转染效率通过荧光显微镜检测，转染率约为80%。转染后的BMSCs（BMSC-VEGF）和仅转染GFP的BMSCs（BMSC-AD）分别用于后续实验。

2. SCI大鼠模型的建立
   使用成年SD大鼠进行实验，通过改良的Allen撞击法在T10脊髓节段制造SCI模型。手术后，大鼠被分为假手术组（Sham）、SCI组、DMEM组、BMSC组、BMSC-AD组和BMSC-VEGF组，每组15只大鼠。

3. 细胞移植
   在SCI后第7天，各组大鼠分别注射相应的细胞悬液。BMSC-VEGF组注射含有106个BMSC-VEGF的细胞悬液，其他组分别注射DMEM、BMSC或BMSC-AD。

4. 行为学评分
   在SCI后第1天、第7天和第14天，分别通过Basso、Beattie和Bresnahan（BBB）评分、机械性撤足阈值（Mechanical Withdrawal Threshold, MWT）和热撤足潜伏期（Thermal Withdrawal Latency, TWL）评估大鼠的运动和感觉功能恢复情况。

5. VEGF蛋白检测
   通过Western blot和免疫荧光法检测脊髓组织中VEGF、CD31和NF200的表达，评估局部血管生成和神经元存活情况。

主要结果

1. BMSC-VEGF的转染和表达
   荧光显微镜和Western blot结果显示，BMSC-VEGF组中VEGF蛋白的表达显著高于BMSC-AD组和BMSC组（p<0.05）。

2. 行为学评分
   在SCI后第14天，BMSC-VEGF组的BBB评分显著高于其他组（p<0.05），表明其运动功能恢复最佳。此外，BMSC-VEGF组的MWT和TWL评分也显著高于其他组，表明其感觉功能恢复较好。

3. VEGF蛋白表达
   Western blot结果显示，BMSC-VEGF组中VEGF蛋白的表达量最高，其次是BMSC组和BMSC-AD组，而SCI组和DMEM组的表达量最低。

4. 免疫荧光分析
   免疫荧光结果显示，BMSC-VEGF组中CD31和NF200的表达量最高，表明局部血管生成和神经元存活情况显著改善。

结论

本研究表明，通过将VEGF基因转染至BMSCs中，可以显著提高SCI大鼠的运动和感觉功能恢复。BMSC-VEGF通过促进局部血管生成和改善微环境，提高了移植细胞的存活率，并促进了神经元的再生。这一研究为SCI的临床治疗提供了新的潜在策略。

研究亮点

1. 重要发现
   BMSC-VEGF显著改善了SCI大鼠的运动和感觉功能恢复，并促进了局部血管生成和神经元存活。

2. 方法创新
   本研究首次将VEGF基因转染至BMSCs中，并通过腺病毒载体实现了VEGF的持续高表达。

3. 研究意义
   该研究为SCI的治疗提供了新的思路，BMSC-VEGF可能成为未来临床治疗SCI的潜在候选方案。

其他有价值的内容

本研究还探讨了VEGF通过Flk-1受体促进神经再生的机制，为进一步研究VEGF和BMSCs在SCI治疗中的应用提供了理论基础。未来的研究方向包括探索更多生长因子和谱系特异性标志物，以进一步验证BMSCs的分化潜能，并研究其在临床中的应用前景。