微囊化转TH基因人成纤维细胞脑内移植治疗帕金森病大鼠模型的研究

微囊化转TH基因人成纤维细胞脑内移植治疗帕金森病大鼠模型的研究【摘要】目的探讨微囊化转酪氨酸羟化酶(TH)基因的细胞在帕金森病(PD)大鼠模型脑内存活、组织反应及对异常行为的治疗效果。方法以人TH基因作为目的基因,重组到逆转录病毒载体感染人成纤维细胞,将细胞包裹在APA半透膜中进行微囊化后,植入6-羟多巴胺单侧损毁的PD大鼠模型纹状体内,观察移植物的存活状况和功能作用16周。结果体外和植入体内的微囊化转基因细胞具有良好的存活能力。移植微囊化细胞可以使大鼠异常运动明显改善,移植位点周围的免疫反应较小。结论微囊化对转基因细胞异种移植以进行基因治疗具有显著意义。【关键词】帕金森病;基因治疗;酪氨酸羟化酶;人成纤维细胞;微囊;大鼠【中分类号】R74.25【文献标识码】A【】0529-1356(2000)04-317ANEXPERIMENTALSTUDYONGENETHERAPYWITHINTRACEREBRALTRANSPLANTATIONOFMICROCAPSULATEDHUMANFIBROBLASTSEXPRESSINGTHGENEINRATMODELOFPARKINSONDISEASEDAIXiao-lingZHANG激n-luXUQun-yuanZHAOChun-liZHAOHuan-yingSUNXiao-hongZHENGShao-peng(Bei激ngInstituteforNeuroscience,CapitalUniversityofMedicalSciences,Bei激ng100054,China)【Abstract】ObjectivesTheaimofthisstudywastoevaluatethesurvivalofthegrafts,theirimmuneresponsefromhostissueandimprovementofthelocomotionaftertheintracerebraltransplantationofmicrocapsulatedgeneticallymodifiedcellsintheratmodelofParkinsonDisease(PD).MethodsThehumantyrosinehydroxylase(TH)genewasrecombinedintoaretrovirusvectorandthenewlyconstructedvectorwasthentransfectedintoprimaryculturedhumanfibroblastsinvitro.Thesehumanfibroblastsweremicrocapsulatedbythealginate-polylysine-alginate(APA)semipermeablemembrane.TheratmodelofPDwasmadebyunilateral6-OHDAinjectioninthemidbrain.Thesemicrocapulatedgeneticallymodifiedhumanfibroblastsweretransplantedintothebrainoftheratmodels.ResultsThemicrocapsulatedcellscouldsurvivewellinvivoatleast16weeks.Thegraftingofthesecellscouldinduceamarkeddecreaseinabnormallocomotionfortheanimalmodelsandmakealessimmunorejectionfromhosttissue.ConclusionTheAPA-microcapsulationmayhelpgenetherapybyuseofxenograftwithgeneticallymodifiedcells.【Keywords】Parkinsondisease;Genetherapy;Tyrosinehydroxylase;Humanfibroblast;Microcapsule;Rat帕金森病(ParkinsonDisease,PD)的主要病理特征为中脑黑质多巴胺(dopamine,DA)能神经元变性,使纹状体内的DA显著减少而出现一系列临床症状。将分泌多巴胺的胚胎中脑细胞或肾上腺髓质细胞进行纹状体内移植,能一定程度地逆转或改善患者的症状。此外,新近发展起来的基因治疗方法,即利用各种转基因技术,将外源性基因如DA合成限速酶-酪氨酸羟化酶(tyrosinehydroxylase,TH)基因转入某种体外培养的细胞内,再将此基因工程细胞植入模型动物脑内,使之在纹状体表达TH[1,2],而达到提高DA水平的目的。但是,大量研究证明,无论用哪种细胞植入脑内都存在宿主免疫排斥的问题,在进行同种异体基因和异种基因细胞移植中尤为显著[3]。现有报道,将丙烯共聚物微囊植入大鼠脑内诱导的宿主组织反应较小。这种通过分子量界值为50000道尔顿的微囊半透膜容许营养物质、生长因子和神经递质等小分子自由扩散,但能阻止大分子的免疫球蛋白和宿主细胞跨过微囊膜攻击移植细胞,从而对移植物提供免疫隔离[4],故用微囊包裹的细胞移植势必大大减少宿主的免疫排斥并提高移植物的存活率。据此,本研究拟对转TH基因的人成纤维细胞进行藻酸盐-多聚赖氨酸-藻酸盐(alginate-poly-lysine-alginate,APA)半透膜聚合物微囊包裹后植入大鼠纹状体内,以探求用成纤维细胞进行脑内异种移植治疗帕金森病实际应用的可能性。材料和方法1.大鼠PD模型的建立将体重190~200g的雌性SD大鼠(首都医科大学实验动物部提供)用6%水和氯醛(0.05ml/kg腹腔注射)麻醉,置于脑立体定位仪行开颅手术;在脑内两点定位注射1%6-OHDA(6-hydroxydop...

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