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研究背景及目的:炎症性肠病(inflammatory bowel disease,IBD)是一组病因不明且易反复发作的慢性肠道非特异性炎性疾病,包括溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)和克罗恩病(Crohn’s disease,CD)。临床表现主要有腹痛、腹泻及黏液脓血便等症状。IBD的发病原因主要与遗传易感性、环境因素、肠道菌群等有关。间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)是一类具有再生和免疫调节特性的多能干细胞,可缓解炎症反应及促进受损组织的修复。MSCs旁分泌机制被认为是其发挥治疗作用的主要机制,可释放多种具有生物活性的可溶性因子。细胞外囊泡(Extracellular vesicles,EVs)作为可溶性因子的主要成分,可能在受损组织中起关键作用。实验方法:将24只BALB/c雄性小鼠随机分为假手术组(Sham组)、PBS组、细胞外囊泡组(EVs组),每组8只。除Sham组外,其余两组均使用2,4,6-三硝基苯磺酸(trinitro-benzene-sulfonic acid,TNBS)灌肠法诱导建立结肠炎动物模型。首先,我们评估了结肠炎小鼠每天的体重变化、疾病活动指数(Disease activity index,DAI)及病理组织学评分等临床参数。其次,我们通过实时聚合酶链反应(Real-time polymerase chain reaction,RT-PCR)技术和免疫印记(Western blot)技术检测了结肠炎小鼠结肠组织中的促炎细胞因子和抑炎细胞因子之间的平衡。使用IVIS Lumina成像系统检测了结肠炎小鼠肠道中活性氧(reactive oxygen species,ROS)的表达,并通过免疫组化染色评价了结肠炎小鼠髓过氧化物酶(myeloperoxidase,MPO)的活性。最后,我们通过RT-PCR技术和免疫组化染色技术评估了EVs对受损肠道肠上皮细胞(intestinal epithelial cells,IECs)的影响。实验结果:与PBS组小鼠相比,EVs组小鼠的存活率明显提高,小鼠体重改变幅度显著减缓,DAI评分明显降低,结肠组织病理学表现明显改善。与PBS组小鼠相比,EVs组小鼠结肠组织中的促炎细胞因子表达明显降低而抑炎细胞因子表达明显升高。此外研究结果还发现,与PBS组小鼠相比,EVs组小鼠结肠组织中ROS和MPO的活性显著降低,且肠道组织中凋亡相关的蛋白表达明显降低。肠道组织学分析进一步发现,EVs可显著促进受损肠道肠上皮细胞的增殖,促进紧密连接蛋白的表达,降低基质金属蛋白酶的表达,维持肠上皮完整性,促进受损肠道黏膜愈合。实验结论:综上所述,我们的数据表明,MSCs来源的EVs通过调节受损肠道组织中促炎细胞因子和抑炎细胞因子之间的平衡,抑制肠道氧化应激反应,维持肠上皮细胞的结构完整性,从而改善TNBS诱导的结肠炎小鼠症状。此外,本研究结果为MSCs来源的EVs对IBD的治疗提供了一种新的理论基础。