摘要：雪旺细胞移植是一项具有吸引力的治疗脊髓损伤的策略；然而移植的雪旺细胞在富含星形胶质细胞的中枢神经系统中，往往被星形胶质细胞分隔包围，从而丧失了为再生神经轴突提供良好再生与延伸微环境的机会。曾有学者利用基因修饰的方法使雪旺细胞过表达多聚唾液酸，成功实现了移植雪旺细胞与星形胶质细胞的混合，突破了细胞边界；然而无序的迁入以及迁入数量的有限，其修复脊髓损伤效果仍然有待提高。

我们采用了聚乙烯亚胺包被超顺磁新纳米铁微粒，同时通过离子吸附搭载多聚唾液酸转移酶。通过磁转染，将功能化的磁性纳米微粒转染到原代大鼠雪旺细胞；转染后在细胞培养板外，放置一强度 1.4T 的磁场，继续培养 72 小时。通过透射电镜以及 Zeta 测量仪分析纳米微粒的特性，透射及扫描电镜分析其在转染后细胞内及表面的分布，PCR 及 Western blot 分析多聚唾液酸转移酶的表达，最后通过雪旺细胞翻转实验以及雪旺细胞-星形胶质细胞的 confrontation 实验分别分析雪旺细胞在星形胶质细胞上的爬行能力以及在星形胶质细胞区域的定向穿行能力。

PCR 结果显示磁转染后雪旺细胞多聚唾液酸转移酶 RNA 水平是对照组 1,041 倍；免疫细胞化学染色和 Western blot 结果也证实了 PSA-NCAM 在磁转染细胞中的表达。翻转试验中，功能化磁性转染雪旺细胞在外部磁场作用下的最大平均迁移距离分别明显大于不加外部磁场组以及未转染正常对照组；在外部磁场作用下，功能化纳米微粒磁转染后雪旺细胞迁出玻片边缘的细胞数目是单纯纳米微粒转染后的 1.62 倍，是对照组的 5. 17 倍。功能化纳米微粒转染后雪旺细胞在外部磁场作用下迁出后与磁场方向夹角明显小于对照组，证明了细胞定向沿着磁场方向迁移。在 confrontation 试验中，当施加了外部磁场后，功能化纳米微粒转染的雪旺细胞与星形胶质细胞之间不再形成细胞边界，雪旺细胞定向迁入星形胶质细胞区域而不被其包围；迁入其中的雪旺细胞数目也从对照组的 6.67±1.71  个上升至 44.67±6.18 个在每 300 μm 边界上。

通过转染细胞基因修饰进而增强雪旺细胞与星形胶质细胞的混合能力，已经有过很多尝试；受限于细胞毒性以及转染效率，导致修复效果有限。本研究首次使用磁性转染手段转染雪旺细胞，转染效率大大提升，并且基因表达持续时间长；为解决移植雪旺细胞在中枢神经系统中迁移能力有限，迁移方向无序影响脊髓损伤修复效率，本实验在使用磁性纳米微粒成功转染多聚唾液酸转移酶的同时，施加外部磁场，将磁性纳米微粒作为细胞表面张力生成器，产生定向表面张力，进而实现细胞的定向迁移，增强了细胞迁移能力，有效地增强了修复效率。
Keywords: Schwann cell, astrocyte, magnetic field, superparamagnetic iron oxide nanoparticles, spinal cord injury, cell orientation