人脐血间充质干细胞移植联合神经节苷脂注射治疗脑性瘫痪

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2016.19.010

摘要/Abstract

摘要：

文章快速阅读：

文题释义：
脐血间充质干细胞：脐血是胎儿出生时脐带内及近胎盘侧血管内血液，是胎儿血液循环的一部分。研究表明，脐血间充质干细胞含量丰富，约占有核细胞的0.98%，该细胞为较原始细胞，有分化为造血细胞、脂肪细胞、肌肉细胞、神经细胞等潜能。目前实验研究证明，脐血间充质干细胞移植能治疗血液病、心脏疾病、脑损伤、脊髓损伤等疾病。目前也有报道脐血间充质干细胞经侧脑室注射治疗脑性瘫痪的实验研究。
神经节苷酯：是含唾液酸的糖神经鞘脂，是神经细胞膜的组成成分，在神经发生、生长、分化过程中起必不可少的作用，包括促进神经再生、促进神经轴突生长和突触形成、恢复神经支配功能、改善神经传导、促进脑电活动及其他神经电生理指标的恢复、保护细胞膜、促进细胞膜各种酶活性恢复等作用。

摘要
背景：最近研究证实神经节苷脂在体外能促进脐血间充质干细胞存活及分化。
目的：观察侧脑室注射人脐血间充质干细胞及神经节苷脂对脑性瘫痪大鼠神经功能恢复的影响。
方法：受孕17 d大鼠腹腔注射脂多糖2 d，放回笼中饲养，孕鼠分娩出脑性瘫痪乳鼠60只，随机分5组：模型组10只，假移植组10只，脐血间充质干细胞移植组18只，神经节苷脂组10只，联合移植组12只。在立体定位仪下，将脐血间充质干细胞或神经节苷脂注入左侧侧脑室，假移植组注入同样体积的PBS。在移植后7，14，21，28 d分别处死2只脐血间充质干细胞移植组大鼠，移植后14 d处死2只联合移植组大鼠，进行脑组织免疫荧光染色。移植后28 d进行神经功能评估。
结果与结论：①脐血间充质干细胞能存活、迁移、分化，主要分布在侧脑室、海马、皮质。移植后14 d，联合移植组BrdU、GFAP阳性细胞数明显高于脐血间充质干细胞移植组，差异有显著性意义(P < 0.05)；②神经功能评估：与模型组比较，脐血间充质干细胞移植组、神经节苷脂组、联合移植组的握持时间延长、足错误次数减少，差异有显著性意义(P < 0.05)。联合移植组优于脐血间充质干细胞移植组及神经节苷脂组，差异有显著性意义(P < 0.05)；③结果表明，脐血间充质干细胞及神经节苷脂均能改善脑性瘫痪大鼠神经功能，神经节苷脂能够提高脐血间充质干细胞在大鼠脑内存活及分化，联合应用效果更好。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程
ORCID: 0000-0002-1723-3818(杨自金)

关键词: 干细胞, 移植, 脑性瘫痪, 脐血间充质干细胞, 神经节苷脂, 细胞移植, 神经功能

Abstract:

BACKGROUND: In recent years, some studies have demonstrated that ganglioside can promote survival and differentiation of umbilical blood cord mesenchymal stem cells in vitro.
OBJECTIVE: To observe the effect of injection of human umbilical blood cord mesenchymal stem cells and ganglioside into rat lateral ventricles on neurological functional recovery from cerebral palsy.
METHODS: Totally 60 cerebral palsy neonatal rats were delivered from pregnant rats which were modes were given intraperitoneal injection of lipopolysaccharide for 2 successive days on day 17 of gestation. Then those neonatal rats were randomly divided into five groups, including model group (n=10), sham transplantation group (n=10), stem cell transplantation group (n=18), ganglioside group (n=10) and combination group (n=12). Under stereotaxic instrument, umbilical blood cord mesenchymal stem cells or ganglioside were injected into left lateral ventricles of the rat brain, respectively, and the sham transplantation group was given the same volume of phosphate buffered saline. Two rats from the stem cell transplantation group were put to death for immunofluorescence staining at 7, 14, 21 and 28 days after transplantation, respectively, and two rats in the combination group were killed for immunofluorescence staining at 14 days. Besides, all rats were underwent neurologic evaluation at 28 days after transplantation.
RESULTS AND CONCLUSION: The umbilical blood cord mesenchymal stem cells could survive, migrate and differentiate, which mainly distributed in the lateral ventricle, hippocampus and cortex. At 14 days after transplantation, positive expressions of BrdU and glial fibrillary acidic protein in the combination group were significantly higher than those in the stem cell transplantation group (P < 0.05). In addition, compared with the model group, the holding time significantly prolonged and foot error times significantly decreased in the latter three groups (P < 0.05), as well as in the combination group compared with the stem cell transplantation and ganglioside groups (P < 0.05). These results indicate that umbilical blood cord mesenchymal stem cells and ganglioside can both improve neurological function of rats with cerebral palsy. Given that ganglioside can promote survival and differentiation of umbilical blood cord mesenchymal stem cells in vivo, the combined transplantation is preferred.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程

Key words: Cerebral Palsy, Gangliosides, Cord Blood Stem Cell Transplantation, Tissue Engineering

中图分类号:

R394.2

杨自金，郭佳丽，卢思广，高长龙，李红梅，冯越. 人脐血间充质干细胞移植联合神经节苷脂注射治疗脑性瘫痪[J]. 中国组织工程研究, 2016, 20(19): 2803-2809.

Yang Zi-jin, Guo Jia-li, Lu Si-guang, Gao Chang-long, Li Hong-mei, Feng Yue. Human umbilical blood cord mesenchymal stem cell transplantation combined with injection of ganglioside for cerebral palsy[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2016, 20(19): 2803-2809.

图/表（结果） 1

2.1 脐血间充质干细胞的培养及鉴定 复苏后细胞生长旺盛，呈形态及大小均一的小长梭形细胞(图1A)，折光性强，倍增时间为5-9 d，约1周融合。细胞传3代后，应用流式细胞仪进行脐血间充质干细胞表面标志性抗原检测，结果显示脐血间充质干细胞高表达CD29(68.2%)、CD44(52.2%)和CD105(65.7%)表面标志, 低表达CD34(3.6%)和CD45(1.0%)表面标志，符合间充质干细胞特征。

2.2 培养细胞免疫荧光结果 BrdU标记脐血间充质干细胞72 h，细胞爬片后，应用直接免疫荧光法检测BrdU阳性细胞率，大部分细胞核被染成鲜绿色(图1B)，标记率为93%，说明培养的脐血间充质干细胞标记成功。

2.3 脑瘫模型制作结果 对生后4周的幼鼠进行行为学检测，模型成功率约85%，随机选出符合脑瘫标准的大鼠60只。

2.4 神经行为学功能评定

2.4.1 握持牵引实验时间比较 与模型组比较，正常组握持时间明显延长，二者相比差异有显著性意义(P < 0.05)，表明模型组大鼠较正常组握持能力明显下降，提示存在脑损伤。假移植组与模型组相比差异无显著性意义(P > 0.05)，表明PBS及注射本身对脑瘫鼠无明显影响；脐血间充质干细胞移植组、神经节苷脂组、联合移植组握持时间均高于模型组，差异有显著性意义(P < 0.05)，同时联合移植组握持时间高于脐血间充质干细胞移植组，二者相比差异有显著性意义(P < 0.05)，表明脐血间充质干细胞移植及神经节苷脂均可改善脑瘫大鼠的握持能力，联合移植改善程度优于脐血间充质干细胞移植组，脐血间充质干细胞与神经节苷脂有一定协调作用，见表1。

2.4.2 足错误实验 模型组较正常组错误次数明显增多，且差异有显著性意义(P < 0.05)，说明脑瘫模型制作成功，模型组大鼠造成了脑部损伤以致肢体运动协调能力发生障碍；假移植组及模型组二者无明显差异，说明移植手术本身对模型无明显影响。

脐血间充质干细胞移植组、联合移植组、神经节苷脂组分别与模型组相比，差异有显著性意义(P < 0.05)，表明脐血间充质干细胞移植可提高脑瘫大鼠的肢体运动协调能力，且联合移植组优于脐血间充质干细胞组，差异有显著性意义(P < 0.05)，表明脐血间充质干细胞及神经节苷脂二者有部分协调作用，能改善脑瘫大鼠部分功能，见表1。

2.5 脑实质BrdU阳性细胞迁移、分布、分化情况 应用免疫荧光单标染色，在荧光显微镜下，可见FITC标记的BrdU阳性细胞。人脐血间充质干细胞移植后大鼠脑实质BrdU阳性细胞主要分布在大脑皮质区、海马、脑室周围，有局部聚集现象，白质区、基底节、丘脑区可见少量BrdU阳性细胞。脐血间充质干细胞组移植后第7天大鼠脑组织内可见较多BrdU阳性细胞(28.3± 6.2)，主要聚集在大脑皮质、侧脑室及嗅球，左侧(移植侧)多于右侧；第14天BrdU阳性细胞(20.6±3.6)、第21天BrdU阳性细胞(13.7±3.8)逐渐减少，主要分布在海马、侧脑室旁、基底节(图2)，第28天仅见少量BrdU阳性细胞(6.2±2.1)存活。因GFAP抗体及NSE抗体一抗均为抗人抗体，GFAP、NSE分别存在于星形胶质细胞、神经元细胞中，故GFAP、NSE阳性细胞可视为移植细胞分化的星形胶质细胞、神经元细胞。移植14，28 d均可见到GFAP、NSE阳性细胞，但28 d时明显减少。

2.6 脐血间充质干细胞移植组及联合移植组脑实质阳性细胞对比 人脐血间充质干细胞移植第14天，联合移植组BrdU阳性细胞为(30.10±2.23)个/视野，高于脐血间充质干细胞移植组(20.00±2.79)个/视野，差异有显著性意义(t=10.28，P < 0.05)；移植第14天，联合移植组GFAP阳性细胞为(17.90±1.52)个/视野，高于脐血间充质干细胞移植组(10.20±1.55)个/视野，差异有显著性意义(t=9.75，P < 0.05)；联合移植组NSE阳性细胞为(7.00±1.82)个/视野，高于脐血间充质干细胞移植组(5.30±2.11)个/视野，差异无显著性意义(t=2.08，P > 0.05)，见图3。移植28 d，两组BrdU、GFAP、NSE阳性细胞均明显减少，差异无显著性意义。

参考文献

[1] 沈晓明,王卫平,常立文,等.儿科学[M].7版.北京:人民卫生出版社,2008:408-409.

[2] 孙国军,赵文静,陈曦,等.脐血间充质干性的分离平培养及生物学特性[J].中国组织工程研究与临床康复,2011, 15(14):2504-2507.

[3] 赵霞,路希敬,刘国强,等.不同培养基培养人脐血间充质干细胞的差异[J].中国组织工程研究,2013,17(19): 3447-3455.

[4] 周志刚,李志忠,林永新,等.人脐血间充质干细胞定向诱导分化成类神经元的实验研究[J].中国病理生理杂志,2015, 31(2):229-233.

[5] 陈镭,陈冰,谢福堂.诱导脐血间充质干细胞向神经元样细胞分化[J].中国组织工程研究,2012,16(23):4335-4338.

[6] Divya MS, Roshin GE, Divya TS, et al. Umbilical cord blood-derived mesenchymal stem cells consist of a unique population of progenitors co-expressing mesenchymal stem cell and neuronal markers capable of instantaneous neuronal differentiation. Stem Cell Res Ther. 2012;3(6):57.

[7] 王向野,张志友,杨小明,等.神经干细胞侧脑室内移植治疗脑瘫鼠的实验研究[J].中国临床神经外科杂志,2012, 17(6):354-357.

[8] 谭洁璐,郑湘榕.脑性瘫痪动物模型的制作与鉴定研究进展[J].国际儿科学杂志,2010,37(5):494-496.

[9] Wang Y, Liu Y, Liu Q. Ganglioside promotes the bridging of sciatic nerve defects in cryopreserved peripheral nerve allografts. Neural Regen Res. 2014; 9(20):1820-1823.

[10] 李哲,王和强,刘兵,等.单唾液酸四己糖神经节苷脂钠注射液对痉挛性脑瘫的疗效[J].中国康复理论与实践,2015, 21(3):341-343.

[11] 赵凯,贾宇臣.人脐血干细胞在局灶性脑缺血大鼠体内的迁移与分化[J].中国生物制品学杂志,2015,28(3): 286- 291.

[12] 肖升平,马廉,罗敏洁,等.人脐带血间充质干细胞在缺氧缺血性脑病新生鼠脑内的定值[J].实用儿科临床杂志,2007, 22(21):1655-1657.

[13] Castillo-Melendez M, Yawno T, Jenkin G, et al. Stem cell therapy to protect and repair the developing brain: a review of mechanisms of action of cord blood and amnion epithelial derived cells. Front Neurosci. 2013; 7:194.

[14] Park SI, Lim JY, Jeong CH, et al. Human umbilical cord blood-derived mesenchymal stem cell therapy promotes functional recovery of contused rat spinal cord through enhancement of endogenous cell proliferation and oligogenesis. J Biomed Biotechnol. 2012;2012:362473.

[15] Koh H,Hwang K,Lim HY,et al.Mononuclear cells from the cord blood and granulocyte- colony stimulating factor-mobilized peripheral blood: is there a potential for treatment of cerebral palsy? Neural Regen Res. 2015; 10 (12): 2018-2024.

[16] Danby R, Rocha V. Improving engraftment and immune reconstitution in umbilical cord blood transplantation. Front Immunol. 20144;5:68.

[17] Park HW, Moon HE, Kim HS, et al. Human umbilical cord blood-derived mesenchymal stem cells improve functional recovery through thrombospondin1, pantraxin3, and vascular endothelial growth factor in the ischemic rat brain. J Neurosci Res. 2015; 93(12): 1814-1825.

[18] Koh SH, Kim KS, Choi MR, et al. Implantation of human umbilical cord-derived mesenchymal stem cells as a neuroprotective therapy for ischemic stroke in rats. Brain Res. 2008;1229:233-248.

[19] Cui B, Li E, Yang B, et al. Human umbilical cord blood-derived mesenchymal stem cell transplantation for the treatment of spinal cord injury. Exp Ther Med. 2014;7(5):1233-1236.

[20] Kim DH, Lee D, Chang EH, et al. GDF-15 secreted from human umbilical cord blood mesenchymal stem cells delivered through the cerebrospinal fluid promotes hippocampal neurogenesis and synaptic activity in an Alzheimer's disease model. Stem Cells Dev. 2015;24(20):2378-2390.

[21] Zhu Y, Guan YM, Huang HL, et al. Human umbilical cord blood mesenchymal stem cell transplantation suppresses inflammatory responses and neuronal apoptosis during early stage of focal cerebral ischemia in rabbits. Acta Pharmacol Sin. 2014;35(5):585-591.

[22] Chelluboina B, Klopfenstein JD, Pinson DM, et al. Stem cell treatment after cerebral ischemia regulates the gene expression of apoptotic molecules.Neurochem Res. 2014;39(8):1511-1521.

[23] Park SI, Lim JY, Jeong CH, et al. Human umbilical cord blood-derived mesenchymal stem cell therapy promotes functional recovery of contused rat spinal cord through enhancement of endogenous cell proliferation and oligogenesis. J Biomed Biotechnol. 2012;2012:362473.

[24] Fleiss B, Guillot PV, Titomanlio L, et al. Stem cell therapy for neonatal brain injury. Clin Perinatol. 2014; 41(1):133-148.

[25] Koh SH, Kim KS, Choi MR, et al. Implantation of human umbilical cord-derived mesenchymal stem cells as a neuroprotective therapy for ischemic stroke in rats. Brain Res. 2008;1229:233-248.

[26] Rafieemehr H, Kheirandish M, Soleimani M. Improving the neuronal differentiation efficiency of umbilical cord blood-derived mesenchymal stem cells cultivated under appropriate conditions. Iran J Basic Med Sci. 2015;18(11):1100-1106.

[27] Hussain EK, Waheed IN. The Effects of Insulin Like Growth Factor -1 (IGF-1) on the Plasticity of Umbilical Cord Blood Derived Mesenchymal Stem Cells Colonies to In Vitro Neurogenic Differentiation. Journal of Biology, Agriculture and Healthcare. 2015; 5(4): 138-144.

[28] Wang YD,Liu YG,Liu Q.Ganglioside promotes the bridging of sciatic nerve defects in cryopreserved peripheral nerve allografts. Neural Regen Res. 2014; 9(20): 1820-1823.

[29] Nan C, Shi Y, Zhao Z, et al. Monosialoteterahexosyl ganglioside induces the differentiation of human umbilical cord-derived mesenchymal stem cells into neuron-like cells. Int J Mol Med. 2015;36(4): 1057-1062.

[30] Zhang X, Zhang Q, Li W, et al. Therapeutic effect of human umbilical cord mesenchymal stem cells on neonatal rat hypoxic-ischemic encephalopathy. J Neurosci Res. 2014;92(1):35-45.

[31] Tio M, Tan KH, Lee W, et al. Roles of db-cAMP, IBMX and RA in aspects of neural differentiation of cord blood derived mesenchymal-like stem cells. PLoS One. 2010;5(2):e9398.

[32] Zhang ZJ, Li YJ, Liu XG, et al.Human umbilical cord blood stem cells and brain-derived neurotrophic factor for optic nerve injury: a biomechanical evaluation. Neural Regen Res. 2015; 10(7): 1134-1138.

[33] Sypecka J, Sarnowska A. Mesenchymal cells of umbilical cord and umbilical cord blood as a source of human oligodendrocyte progenitors. Life Sci. 2015; 139:24-29.

引言

材料方法

1.1 设计 随机对照动物实验。

1.2 时间及地点 于2013年2月至2014年2月在连云港市第一人民医院中心实验室完成。

1.3 材料 清洁级成年SD大鼠40只，雌性30只，雄性10只，体质量200-300 g，由徐州医学院动物所提供，人脐血间充质干细胞由江苏省博雅干细胞库馈赠。

1.4 实验方法

1.4.1 脐血间充质干细胞的培养、鉴定和标记^[3] 将获赠的第2代人脐血间充质干细胞接种于Mesencult^TM培养基(调整其pH值呈偏酸性)进行贴壁培养，置37 ℃、体积分数为5%CO₂、饱和湿度的培养箱中培养。1周后更换培养基，弃掉未贴壁细胞，以后每3 d换液1次，细胞长到80%融合时，用1︰1的 2.5 g/L胰蛋白酶和0.2 g/L EDTA混合消化，以8.0×10³/cm²的细胞密度接种于传代培养瓶(T25)中进行扩增培养，移植前72 h加入20 µmol/L BrdU进行标记。移植前用0.3%锥虫蓝检测细胞活力，调整细胞浓度至5×10¹⁰ L^-¹备用，用于细胞移植。

取第3代脐血间充质干细胞，去掉培养液，PBS洗2遍，用1︰1的2.5 g/L胰蛋白酶和0.2 g/L EDTA混合液消化，用含20 g/L BSA的PBS洗涤后制成细胞浓度为1×10⁹ L^-¹的单细胞悬液，每个Eppendoff管加50 µL细胞悬液，并分别加入小鼠抗人直标CD34、CD44、CD29、CD105、CD45各10 µL，阴性对照管加FITC标记的兔抗鼠IgG及PE标记的兔抗鼠IgG各10 µL，4 ℃孵育30 min，PBS洗涤后用流式细胞仪分析。

1.4.2 脑瘫大鼠模型制作及鉴定 受孕17 d孕鼠腹腔注射脂多糖0.4 mg/(kg•d)，连续注射2 d，放回笼中饲养，孕鼠自体分娩，生下乳鼠同笼饲养，生后4周，进行神经行为学功能评估^[8]，鉴定为脑瘫大鼠，神经行为学检查中随意运动障碍、姿势异常、肌张力异常，倾斜板实验必须有一项是阳性。筛选脑瘫模型动物60只。

1.4.3 动物分组 取足月产同龄大鼠10只，做正常对照组；造模成功后当天，取脑瘫模型大鼠60只，随机分为5组：①模型组：脑瘫模型大鼠10只。②假移植组：脑瘫模型大鼠10只，侧脑室注射10 μL PBS。③脐血间充质干细胞移植组：脑瘫模型大鼠18只，侧脑室移植10 μL (5×10¹⁰ L^-¹)脐血间充质干细胞，其中10只进行功能检测，8只进行脑组织病理检查。④神经节苷脂组：脑瘫模型大鼠10只，侧脑室注射10 μL神经节苷脂液体 (0.4 μg/g)。⑤联合移植组：脑瘫模型大鼠12只，侧脑室注射5 μL(5×10¹⁰L^-¹)脐血间充质干细胞及5 μL神经节苷脂液体(0.4 μg/g)，移植后第14天取2只进行脑组织病理检查，移植后第28天取10只进行功能检测，功能检测后取2只作脑组织病理检查。

1.4.4 侧脑室移植及注射^[7] 脑瘫大鼠模型鉴定成功后当天将幼鼠用乙醚麻醉，固定于立体定位仪上，头部常规备皮消毒，无菌操做下作头皮矢状切口、钻孔。注射部位为左侧侧脑室：前囟后3.5 mm，中缝左侧3 mm，硬脑膜下4 mm。通过微量注射器，每个位点注射10 μL脐血间充质干细胞(细胞数约5×10⁵)，均匀缓慢注入，退针前停针5 min，同样将10 μL神经节苷脂经侧脑室注入神经节苷脂组大鼠；将5 μL脐血间充质干细胞及5 μL神经节苷脂注入联合移植组；假移植组注入10 μL PBS。

1.4.5 神经功能检测^[8] 移植后28 d大鼠进行神经功能评分，包括握持牵引实验及足错误实验，具体方法：①握持牵引实验：大鼠用前爪抓住离地面45 cm水平放置的直径0.6 cm的空心塑料管悬挂，记录其悬挂时间(最大值为60 s，超过60 s按60 s计算)。②足错误实验：记录大鼠在水平放置的网格上(50 cm×40 cm，每格3 cm× 3 cm) 2 min内前、后肢或爪子掉下来的次数，为排除不同大鼠活动度差别的影响，只将左右侧错误次数的差值进行统计分析。

1.4.6 免疫荧光染色分析 脐血间充质干细胞移植组在7，14，21，28 d时间点各取2只大鼠，联合移植组在14 d取2只大鼠，给予腹腔注射10%水合氯醛麻醉后，用体积分数为10%甲醛溶液心脏灌注，取脑。标本按常规给予固定、浸泡、脱水、浸蜡、包埋，制作石蜡切片，采用冠状切片，切片厚度为5 μm，每5张切片中取同一切面中连续的2张切片，用直接免疫荧光方法进行组织学染色鉴定BrdU及GFAP阳性细胞：FITC标记大鼠抗BrdU抗体(1∶400)，PE标记小鼠抗人胶质纤维酸性蛋白(GFAP)抗体(1∶400)，荧光显微镜下计数，随机计算10个视野(×200)，计算平均数；用间接免疫荧光方法鉴定NSE阳性细胞：兔抗人神经元特异性烯醇化酶(NSE)抗体(1︰400)，PE标记羊抗兔IgG-Cy3(1∶50)。

1.5 主要观察指标 ①脐血间充质干细胞培养、鉴定及标记。②脑实质BrdU阳性细胞迁移、分布、分化情况。③神经行为学功能。④脐血间充质干细胞移植组及联合移植组脑实质BrdU、GFAP、NSE阳性细胞对比。

1.6 统计学分析 应用SPSS 11.5软件分析数据，数据均以x(_)±s表示，采用配对t 检验。

讨论

实验将BrdU标记的脐血间充质干细胞移植到脑瘫模型大鼠侧脑室内，移植28 d后进行神经行为功能评估，与模型组大鼠比较，脐血间充质干细胞移植组神经功能恢复有显著提高，免疫荧光染色发现，BrdU阳性细胞主要分布于大脑皮质、侧脑室、基底节、海马等位置，并可迁移至对侧，部分表达星形胶质细胞及神经元标志，表明脐血间充质干细胞可在脑瘫大鼠脑内存活、迁移、分化，移植后对脑瘫大鼠的神经功能恢复有良好的促进作用，与其他文献报道基本一致^[9-16]。Park等^[17]将脐血间充质干细胞移植到缺血缺氧性脑损伤大鼠脑内，发现能明显促进脑损伤大鼠的功能恢复，并推测可能机制为间充质干细胞移植后通过分泌血小板反应蛋白1、穿透素蛋白3及内皮细胞生长因子发挥作用；Koh等^[18]在体外将脐带间充质干细胞诱导分化为神经样细胞，神经元标志物阳性，并能分泌粒细胞刺激因子、血管内皮细胞生长因子、胶质细胞源性营养因子、脑源性神经营养因子等，但细胞间未检测到电生理活动，然后将培养细胞移植到脑梗死大鼠脑内，3周后发现移植细胞能聚集在脑损伤组织中，并能表达nestin蛋白阳性，主要聚集在海马部位，移植组脑损伤面积较对照组减少，脑功能检测较对照组显著提高，推测间充质干细胞移植后通过分泌细胞因子发挥作用。Cui等^[19]将脐血间充质干细胞移植到脊髓损伤大鼠脊髓内，2周后检测功能恢复较对照组明显提高。脐血间充质干细胞如何通过血脑屏障并进行迁移并发挥作用，目前详细机制尚不明确，推测机制可能为：脑损伤后血脑屏障破坏，脐血间充质干细胞得以通过；脑损伤后分泌一些趋化因子，有利于向损伤部位迁移；移植细胞部分代替损伤细胞；移植细胞通过分泌细胞营养因子，促进损伤细胞恢复；刺激脑内原有神经干细胞分化等^[20-27]。

实验将神经节苷脂注射联合脐血间充质干细胞移植脑瘫大鼠侧脑室内，移植28 d后通过神经行为功能评估，发现联合移植组大鼠较脐血间充质干细胞移植组神经功能改善明显，移植14 d进行脑组织免疫荧光染色，BrdU阳性细胞数及GFAP阳性细胞数均高于脐血间充质干细胞移植组，提示神经节苷脂注射联合脐血间充质干细胞移植脑瘫大鼠有一定协同效应，神经节苷脂可提高移植脐血间充质干细胞存活，并提高脐血间充质干细胞分化为神经胶质细胞数量，可能为神经功能提高的原因之一^[28]，但两组NSE阳性细胞无显著差异。随着时间推移，BrdU阳性细胞、GFAP阳性细胞、NSE阳性细胞均明显减少，可能移植细胞也存在死亡及凋亡情况。Nan等^[29]研究发现神经节苷脂能诱导体外培养的脐血间充质干细胞向神经样细胞分化；Zhang等^[30]研究发现脐血间充质干细胞经尾静脉注射到缺血缺氧性脑病模型鼠体内，3 d后移植细胞聚集在脑组织损伤部位，并分化成神经元样细胞，而联合神经节苷脂注射，能进一步提高移植效果，促进大鼠脑功能恢复。

脐血间充质干细胞具有低免疫原性，不易被HLA不相容受体识别，故脐血间充质干细胞可应用于异源性或异种移植治疗，为神经系统损伤或发育缺陷疾病提供了广阔的治疗前景^[31-33]，极大的推动了神经系统的细胞治疗，开辟了神经系统治疗的新领域，具有重要的临床应用价值和前景，值得进行更进一步深入的研究和探讨，与此同时，也面临很多难题，如宿主对移植细胞分化后是否存在排斥反应、移植细胞是否有致瘤性、具体作用机制、长期疗效如何等，有待于进一步研究。