AbMole科研-外胚层来源的额骨间充质干细胞通过FGF1部分减轻神经炎症和谷氨酸兴奋性毒性

AbMole精研抑制剂十年，最新的科研动态不断与您分享。本期与您分享的是: 外胚层来源的额骨间充质干细胞通过FGF1部分减轻神经炎症和谷氨酸兴奋性毒性，促进创伤性脑损伤的恢复。

背景:创伤性脑损伤(TBI)导致细胞和组织损伤，以及功能缺陷。干细胞促进结构和功能的恢复，因此被认为是一种有前途的治疗各种神经损伤。在此，我们旨在研究外胚层来源的额骨间充质干细胞(FbMSCs)在小鼠TBI模型中促进大脑修复和功能恢复的作用。方法:以C57BL/ 6N小鼠为实验对象，采用中等控制的皮层冲击损伤建立小鼠TBI模型，评估脑损伤程度和行为障碍。从额骨中分离出外胚层来源的FbMSCs，采用多元分化试验、流式细胞仪和微阵列分析评估其特性。在不同的伤后天数内分析有无FbMSC应用的脑修复和功能恢复情况。进行行为测试以评估学习和记忆的改善。采用RNA测序、免疫荧光染色、定量逆转录聚合酶链反应(qRT-PCR)检测炎症反应和神经再生情况。通过体外共培养分析和谷氨酸转运量化，探讨FbMSCs促进神经发生和功能恢复的可能机制。结果:外胚层来源的FbMSCs具有成纤维细胞样形态和成骨分化能力。FbMSCs为CD105、CD29阳性，CD45、CD31阴性。

Glutamic acid (L-Glutamic acid)（Abmole，M10346，纯度>99%）中文名为谷氨酸，是构成蛋白质的20种常见α氨基酸之一，作为一种兴奋性氨基酸神经递质，为谷氨酸盐受体所有亚型(代谢型红藻氨酸、NMDA 和 AMPA)的激动剂。

Fig. 7 FGF1 from FbMSCs promotes glutamate uptake of C8-D1A cells and alleviates neuron excitotoxicity.

除了神经炎症增加外，谷氨酸的过度释放也是TBI继发性神经元死亡的原因。为了验证谷氨酸对神经元的影响，我们用不同剂量的谷氨酸处理原代神经元，然后用MAP2染色。谷氨酸处理后神经元细胞骨架分支的数量显著减少，且呈剂量依赖性，谷氨酸越多，分支就越少(图7a-c)。然后我们用谷氨酸处理神经元细胞系HT22，并通过钙黄素- AM(绿色，活)/乙锭同型二聚体(红色，死)染色进行活和死测定。如图7d, e所示，谷氨酸处理的细胞出现更多的红色染色，表明谷氨酸对HT22细胞具有细胞毒性。数据表明，FGF1暴露促进星形胶质细胞细胞系C8-D1A的谷氨酸转运(图7f, g)。为了评估FbMSCs中FGF1对星形胶质细胞的影响，我们将FbMSCs、星形胶质细胞系C8-D1A和原代神经元在谷氨酸存在下共培养24小时。MAP2染色数据和神经元分支计数显示FbMSCs和C8-D1A共培养的存在降低了谷氨酸对神经元的细胞毒性(图7h, i)。为了探索FbMSCs分泌的FGF1是否介导神经损伤的恢复，在FbMSCs、C8-D1A和神经元共培养体系中加入抗FGF1的中和抗体(FGF1Ab) (5μg/mL)。FGF1Ab的加入降低了FbMSCs和C8-D1A的保护作用(图7h, i)。我们还将FbMSCs、星形胶质细胞C8-D1A和HT22细胞在谷氨酸存在下共培养24小时，并进行活/死染色。同样，FbMSCs与C8-D1A共培养可减轻谷氨酸对HT22细胞的细胞毒性。FGF1Ab的存在降低了FbMSCs和C8-D1A的保护作用(图7j, k)。为了进一步证实FGF1的功能，我们用siRNA转染FbMSCs以降低FGF1的表达，然后移植用于TBI治疗。如图7l, m所示，与对照相比，转染FGF1- sirna后FbMSCs中FGF1的mRNA和蛋白水平显著降低。Western blot数据显示FbMSC-siFGF1处理TBI组BDNF蛋白水平低于FbMSC-siNC处理TBI组(图7n)。FbMSC-siFGF1组的BDNF和NGF mRNA水平也明显低于FbMSC-siNC组(图7o)。此外，TBI诱导的神经元凋亡可通过FbMSC-siNC而不是FbMSC-siFGF1处理减弱(图7p)。总之，这些数据揭示了FbMSCs中的FGF1在介导对神经元的保护作用方面的重要作用。

鸣谢：Qiaozhen Qin, et al. Stem Cell Res Ther. 2022 Jul 26;13(1):341.