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目的:探讨应用人脐带间充质干细胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells,hUC-MSCs)联合重组人促红细胞生成素(Recombinant Human Erythropoietin,rhEPO)干预早产儿脑白质损伤模型后基质细胞衍生因子1(stromal derived factor1,SDF-1)及其受体CXC家族趋化因子4(C-X-C chemokine receptor4,CXCR-4)的动态变化情况,探讨SDF-1/CXCR-4轴在未成熟脑白质损伤模型中干细胞修复和归巢的可能机制。 方法:3日龄清洁级Sprague-Dawley大鼠,随机分为缺血缺氧组(HI组)、假手术组(Sham组)、重组人促红细胞生成素组(rhEPO组)、人脐带间充质干细胞组(hUC-MSCs组)和重组人促红细胞生成素联合人脐带间充质干细胞组(rhEPO+hUC-MSCs组),除Sham组外,其余四组均结扎左侧颈总动脉并吸入6%的氮氧混合气体4h,Sham组仅游离血管,不予结扎及缺氧处理,hUC-MSCs组和rhEPO+ hUC-MSCs组术后24小时内腹腔内注射0.5ml人脐带间充质干细胞(hUC-MSCs)2×106/ml,rhEPO组及rhEPO+ hUC-MSCs组于手术后立即经腹腔注射重组人促红细胞生成素(rhEPO:5000u/kg),连续注射三天(即P3、P4及P5),HI组及Sham组注射相同剂量PBS溶液。分别在5、7和14天,运用免疫组化及qRT-PCR检测各组大鼠脑白质中SDF-1、CXCR-4表达情况,在第14天,采用HE染色观察大体病理变化。随访观察大鼠体重至28天,并在28天对各组大鼠进行神经行为学检测。 结果:rhEPO及hUC-MSCs干预未成熟脑白质损伤模型可减少损伤面积,P7天后rhEPO及hUC-MSCs组体重较HI组明显增加,两者联用时大鼠的体重增加更为显著。P28天时,rhEPO及hUC-MSCs组神经行为学评分较HI组增高,两者联用时大鼠的神经行为学评分更高。hUC-MSCs+ rhEPO、rhEPO组在三个时间点SDF-1表达高于hUC-MSCs组、HI组和Sham组(P均<0.01)。hUC-MSCs+ rhEPO组在三个时间点SDF-1表达高于rhEPO组(P<0.01)。hUC-MSCs+ rhEPO及rhEPO组SDF-1 P5d就出现表达增加,P7d时表达达到高峰,P14d表达量虽有下降但仍能维持较高水平。hUC-MSCs+ rhEPO组、hUC-MSCs组CXCR-4表达在三个时间点分别高于HI组、Sham组及rhEPO组(P均<0.01),hUC-MSCs+ rhEPO组CXCR-4蛋白表达水平在三个时间点均高于hUC-MSCs组(P<0.01),P5d即出现CXCR-4表达的增加,随时间的推移表达量增加越发明显,至P14d时达到了最高,与SDF-1表达高峰存在时间差异。 结论:hUC-MSCs及rhEPO干预早产儿脑白质损伤模型后可减小损伤面积,促进神经修复,改善体格发育及远期神经行为发育。hUC-MSCs及rhEPO干预早产儿脑白质损伤模型后,脑内SDF-1/CXCR-4表达量增加,两者联用时表达增加更为明显,SDF-1表达高峰早于CXCR-4表达的高峰,推论可能rhEPO通过SDF-1/CXCR-4轴促进hUC-MSCs向未成熟脑白质损伤部位归巢修复。