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研究背景炎症性肠病(Inflammatory Bowel Disease,IBD)是一种累及肠道的慢性炎症性疾病,包括溃疡性结肠炎(Ulcerative Colitis,UC)和克罗恩病(Crohn’s Disease,CD)两种临床疾病类型,其确切病因仍不完全明晰,被广泛接受的假说是,肠腔内的抗原使遗传易感者的免疫系统发生紊乱,从而导致黏膜持续的炎症损害。尽管临床上治疗IBD策略近年来有很大提高,但现成的药物并不能使患者达到完全缓解及遏止复发,且对危重患者的疗效也很有限,此外,长期的药物治疗会给患者带来诸多难以耐受的副作用,因此,更有效以及更少副作用的治疗方法丞待我们探索。近年来,据研究,脐带间充质干细胞(umbilical cord mesenchymal stem cells,UC-MSCs)通过其低免疫原性、抗炎及免疫调节特性,成为临床细胞移植治疗IBD的一种新型方法。研究发现,在人脐带的不同区域中,沃顿区(Wharton’s Jelly,WJ)细胞纯度最高、细胞活力及分化潜能最好;另外,这类细胞增殖能力较好,可以减少体外培养的时间,大大减少污染的可能。更重要的是,这个区域的细胞免疫原性极低。因此,沃顿区细胞(Wharton’s Jelly mesenchymal stem cells,WJ-MSCs)已成为科研及临床的研究热点。大量的研究证据表明上皮屏障功能缺损在IBD的发病机制中起着至关重要的作用,同时,其在IBD患者的内脏神经过敏及腹痛症状感受中也起着关键作用。分子通过肠上皮屏障渗透主要有跨上皮途径及细胞旁途径。IBD动物模型表明,肠道细胞旁通透性增加是IBD发病机制中的早期事件,预示着疾病的发展,和IBD患者的急性及慢性持续肠道损害也有着密切联系。我们已经认识到,在IBD患者的肠道组织中,影响肠黏膜细胞通透性的肠上皮紧密连接(Tight Junction,TJ)蛋白的表达有所改变。由此,我们推测,WJ-MSCs细胞移植可通过改变IBD患者肠上皮TJ表达的机制,降低肠道渗透性,从而发挥其IBD抗炎特性。目的:研究WJ-MSCs细胞移植对IBD小鼠一般情况、肠组织病理变化、肠黏膜细胞旁通透性以及肠上皮TJ表达的影响,探讨WJ-MSC细胞移植治疗IBD患者的可能机制。方法:1、将雄性C57BL/6J小鼠随机分为3组,每组10只,n=10;(1)对照组(Con组):小鼠自由饮用灭菌蒸馏水7天,分别于第1、3天经小鼠尾静脉注入不含WJ-MSCs的PBS溶液200μl。(2)造模组(DSS组):小鼠自由饮用5%的DSS溶液7天,分别于造模第1、3天经小鼠尾静脉注入不含WJ-MSCs的PBS溶液200μl。(3)治疗组(Cell组):小鼠自由饮用5%的DSS溶液7天,分别于造模第1、3天经小鼠尾静脉注入含WJ-MSCs(1×10~6/只)的PBS溶液200μl。移植细胞当天记为D0,移植后第1-6天,分别标记为D1-6。2、D0天起,每天观察小鼠的一般状况、大便性状,每天称量小鼠的体重并进行临床症状(The Disease Activity Index,DAI)评分。3、D6天,每组取3只小鼠,荧光标记葡聚糖4000(FITC-dextron 4000,FD-4)灌胃,取血,分离血清,测肠通透性;4、D6天,颈椎脱臼法处死每组剩余7只小鼠,剖腹分离出小鼠结直肠组织后,肉眼观察小鼠肠道组织的改变,拍照,测量结直肠长度。5、PBS溶液冲洗结直肠组织,一部分浸泡于4%的多聚甲醛溶液中,一部分超低温冰箱保存。6、显微镜下观察肠道组织HE染色病理切片的变化。7、Western Blot方法检测肠道组织中claudin-1及ZO-1蛋白的表达。结果:1、DSS造模组小鼠可见活力下降,毛发光泽度变差,DAI评分上升,肉眼观可见局部肠管狭窄,结肠长度变短(与Con组相比,8.13±0.66 VS 5.62±0.49,P<0.001),病理镜下可见黏膜上皮脱落伴充血、出血,可见糜烂、溃疡灶,黏膜及黏膜下层大量炎性中性粒细胞聚集表现。Cell(治疗组)组可观察到小鼠的饮食、精神、活力、大便情况较DSS组好转,与DSS组相比,Cell组的DAI评分、体重下降、结直肠缩短均减轻(5.62±0.49 VS 6.62±0.72,P<0.05),病理切片黏膜、黏膜下层以中等量的炎性中性粒细胞浸润为主。2、FD-4肠黏膜通透性结果示:DSS组血清中的FITC荧光强度值较Con组显著上升(8230.92±480.06 VS 2545.39±56.93,P<0.05),给予WJ-MSCs细胞移植治疗后,Cell组的FITC值较DSS组有所下降(4940.94±578.26 VS 8230.92±480.06,P<0.05)。3、Western Blot结果示,DSS组Claudin-1、ZO-1的表达和Con对照组相比显著减少(Claudin-1:0.1514±0.0232 VS 0.4126±0.0567;ZO-1:0.3728±0.0322 VS 0.6457±0.0551,P<0.05),WJ-MSCs细胞移植治疗后,可见Cell治疗组Claudin-1、ZO-1的表达量较DSS组升高(Claudin-1:0.2674±0.0472 VS0.1514±0.0232;ZO-1:0.4926±0.0196 VS 0.3728±0.0322,P<0.05)。结论:1、5%DSS溶液诱导的实验性结肠炎小鼠,表现经典IBD患者的临床表现及病理学特征,表明了应用此方法成功构建了IBD实验动物模型。2、WJ-MSCs细胞治疗,能改善结肠炎小鼠的一般状况,可使DSS小鼠的体重下降幅度、DAI评分、结肠炎症减轻。3、WJ-MSCs细胞治疗,可上调DSS结肠炎小鼠肠上皮紧密连接蛋白的表达,从而修复肠黏膜的屏障功能,改善肠黏膜的通透性。