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1968年,Friedenstein等首先发现在骨髓中除了悬浮生长的造血细胞外,还有贴壁生长的成纤维样细胞,除了在外部形态上大多与成纤维细胞相似外,更重要的特点是能够分化成像骨和软骨聚集物一样的集落,他将这些细胞称为骨髓基质细胞(Marrow Stromal Cell,MSC)。研究表明:MSC在不同的诱导条件下,能分化为骨、软骨、肌腱、肌肉、脂肪、神经元等多种组织细胞。因此,MSC已成为组织工程、细胞及基因治疗理想的靶细胞[1-2]。急性辐射造血损伤是指在一次或短时间内分次受到大剂量电离辐射照射引起的造血功能的损伤。短时间内大剂量辐射可直接或间接破坏机体内DNA等大分子结构,引起机体造血、神经、皮肤等多个系统损害。电离辐射对造血系统的损伤尤为严重,机体受到大剂量照射后,淋巴结、脾和骨髓中造血细胞数量明显减少,致使外周血红细胞、白细胞严重不足,从而引起出血、感染等一系列严重的临床症状。同时,电离辐射也使造血基质细胞受损[3,4],从而使造血微环境受到严重破坏。造血细胞的减少和造血微环境的破坏,使机体不能迅速的进行造血损伤修复。研究表明,在辐射引起的严重造血损伤中,MSC起着非常重要的作用,MSC的存在为造血干细胞在机体内迅速归巢提供了条件;另外,MSC所提供的细胞外基质和细胞因子,能促进造血干细胞进入增殖、分化状态,参与机体造血损伤的修复[5,6]。我们的实验探讨小鼠MSC同种异体移植对接受全身大剂量辐射小鼠造血修复的影响,并通过移植体外扩增并标记的同种小鼠MSC,观察移植的MSC在受体体内的存活、迁移和分布情况,揭示移植的MSC治疗急性辐射造血损伤的机理。方法:1.骨髓基质细胞的制备将BALB/c小鼠脱臼处死,无菌条件下剥离双侧股骨,用无血清DMEM液冲出骨髓,过4号针头过滤,制成单细胞悬液,离心洗涤2遍,加适量无血清DMEM培养液制成细胞悬液。将上述细胞悬液按2-3×109/ ml接种于25 ml培养瓶中,用含15%FCS的DMEM液作为培养液,加青、链霉素各100U/ ml, 37℃、5%CO2孵箱中培养。次日首次半量换液,以后每周两次全量换液,培养10 d后细胞大部分融合,用0.25%胰酶消化贴壁细胞,再用弯头吸管小心吹打,收集细胞悬液,按1:3的比例重新接种于培养瓶中。传代3次后,将得到的骨髓基质细胞用生理盐水制成MSC悬液,备用。2.将第三代MSC通过尾静脉移植到同种接受全身大剂量射线照射的小鼠,测定移植后不同时期小鼠外周血白细胞(WBC)、红细胞(RBC)、血小板(PLT)、血红蛋白(HGB)值,观测各组脾集落形成单位(Colony Forming Unit,CFU-S)数量,探讨同种异体MSC移植对急性辐射造血损伤的影响。结果:经MSC移植的小鼠,其WBC、RBC、PLT、HGB在移植后15-20 d较对照组明显增高(WBC、PLT、HGB:P<0.01;RBC :P<0.05),移植组CFU-S明显高于对照组(P<0.01)。3.取第三代MSC,用荧光染料Hoechst33342标记后,通过尾静脉移植到同种接受全身大剂量辐射的小鼠体内,于移植后1w、2w、3w取受体小鼠心、肝、脾、肺和肾做冰冻切片,在荧光显微镜下观测移植的MSC在小鼠体内主要脏器的分布情况。结果:接受MSC移植的小鼠均存活至处死前,照射对照组小鼠在实验期内3只死亡。在移植后各个时间点,几乎未见MSC在受体小鼠心、肝、肺、肾内分布;而大量的MSC集中分布于受体小鼠脾表面。实验结果表明:同种异体小鼠MSC移植,能促进小鼠造血干细胞在脾脏定居,增强造血干细胞形成集落的能力,并能显著提高外周血细胞数量,促进损伤后早期造血功能重建。另外,通过静脉移植的同种异体MSC,能在急性辐射损伤小鼠体内长期存活,并具有向特定的损伤部位进行迁移的能力,参与了急性辐射损伤后造血的重建。