To investigate the safety for clinic use and therapeutic effects of basic fibroblast growth factor (bFGF)-overexpressing human umbilical cord-derived mesenchymal stem cells (HUCMSCs) in mice with completely transected spinal cord injury (SCI). Stable bFGF-overexpressing HUCMSCs clones were established by electrotransfection and then subjected to systematic safety evaluations. Then, bFGF-overexpressing and control HUCMSCs were used to treat mice with completely transected SCI by tail intravenous injection. Therapeutic outcomes were then investigated, including functional recovery of locomotion, histological structures, nerve regeneration, and recovery mechanisms. Stable bFGF-overexpressing HUCMSCs met the standards and safety of MSCs for clinic use. In the mouse SCI model, stable bFGF-overexpressing HUCMSCs markedly improved therapeutic outcomes such as reducing glial scar formation, improving nerve regeneration and proliferation of endogenous neural stem cells (NSCs), and increasing locomotion functional recovery of posterior limbs compared with the control HUCMSCs group. Furthermore, bFGF-overexpressing HUCMSCs promoted the proliferation and neuronal differentiation of NSCs in vitro through the PI3K-Akt-GSK-3β pathway. bFGF-overexpressing HUCMSCs meet the requirements of clinical MSCs and improve evident therapeutic outcomes of mouse SCI treatment, which firmly supports the safety and efficacy of gene-modified MSCs for clinical application.

中文翻译：

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工程化碱性成纤维细胞生长因子过表达人脐带间充质干细胞通过激活 PI3K-Akt-GSK-3β 信号通路改善内源性神经干细胞的增殖和神经元分化以及脊髓损伤的功能恢复

研究过度表达碱性成纤维细胞生长因子 (bFGF) 的人脐带间充质干细胞 (HUCMSCs) 在完全横断脊髓损伤 (SCI) 小鼠中的临床使用安全性和治疗效果。通过电转染建立稳定的 bFGF 过表达 HUCMSCs 克隆，然后进行系统安全性评估。然后，通过尾静脉注射，bFGF 过表达和对照 HUCMSCs 用于治疗完全横断 SCI 的小鼠。然后研究了治疗结果，包括运动的功能恢复、组织学结构、神经再生和恢复机制。稳定的 bFGF 过表达 HUCMSCs 符合临床使用的 MSCs 标准和安全性。在小鼠 SCI 模型中，与对照 HUCMSCs 组相比，稳定过表达 bFGF 的 HUCMSCs 显着改善了治疗效果，例如减少胶质瘢痕形成、改善神经再生和内源性神经干细胞 (NSCs) 的增殖以及增加后肢的运动功能恢复。此外，过表达 bFGF 的 HUCMSCs 通过 PI3K-Akt-GSK-3β 通路促进体外 NSCs 的增殖和神经元分化。bFGF 过表达的 HUCMSCs 满足临床 MSCs 的要求，提高了小鼠 SCI 治疗的明显治疗效果，这有力地支持了基因修饰的 MSCs 临床应用的安全性和有效性。与对照 HUCMSCs 组相比，后肢运动功能恢复增加。此外，过表达 bFGF 的 HUCMSCs 通过 PI3K-Akt-GSK-3β 通路促进体外 NSCs 的增殖和神经元分化。bFGF 过表达的 HUCMSCs 满足临床 MSCs 的要求，提高了小鼠 SCI 治疗的明显治疗效果，这有力地支持了基因修饰的 MSCs 临床应用的安全性和有效性。与对照 HUCMSCs 组相比，后肢运动功能恢复增加。此外，过表达 bFGF 的 HUCMSCs 通过 PI3K-Akt-GSK-3β 通路促进体外 NSCs 的增殖和神经元分化。bFGF 过表达的 HUCMSCs 满足临床 MSCs 的要求，提高了小鼠 SCI 治疗的明显治疗效果，这有力地支持了基因修饰的 MSCs 临床应用的安全性和有效性。