外胚层来源的额骨间充质干细胞通过FGF1部分缓解神经炎症和谷氨酸兴奋性毒性促进创伤性脑损伤恢复

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恢复，因此被认为是各种神经损伤的有前景的治疗方法。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模型中促进脑修复和功能恢复的作用。方法：通过对C57BL/6N小鼠进行中度控制性皮质撞击损伤建立小鼠TBI模型，以评估脑损伤程度和行为缺陷。从额骨分离外胚层来源的FbMSCs，并通过多种分化实验、流式细胞术和芯片分析评估其特性。在损伤后不同天数，在有或没有FbMSC应用的情况下分析脑修复和功能恢复。进行行为测试以评估学习和记忆改善。使用RNA测序分析、免疫荧光染色和定量逆转录聚合酶链反应（qRT-PCR）检查炎症反应和神经再生。进行体外共培养分析和谷氨酸转运定量，以探索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表现出成纤维细胞样形态和成骨分化能力。FbMSCs CD105、CD29阳性，CD45、CD31阴性。与中胚层来源的MSCs不同，FbMSCs表达外胚层特异性转录因子Tfap2β。TBI小鼠表现出学习和记忆缺陷。损伤后小胶质细胞和星形胶质细胞活化以及神经损伤显著增加。FbMSC应用改善了TBI小鼠的行为缺陷并促进神经再生。RNA测序分析显示，与炎症相关的信号通路减少，而与神经激活相关的信号通路增加。免疫荧光染色和qRT-PCR数据显示，FbMSC应用抑制了小胶质细胞活化和星形胶质细胞向A1表型的极化。此外，FbMSCs分泌的FGF1增强了星形胶质细胞的谷氨酸转运，并减轻了过量谷氨酸对神经元的细胞毒性作用。结论：外胚层来源的FbMSC应用显著减轻了TBI小鼠的神经炎症、脑损伤和神经元兴奋性毒性，改善了认知和行为缺陷。因此，外胚层来源的FbMSCs可能是TBI的理想治疗候选物，TBI主要影响与FbMSCs具有相同胚胎起源的细胞。