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间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)用于细胞移植的一大优势就是其免疫原性低,甚至存在免疫抑制作用,所以人脐带间充质干细胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells,HUCMSCs)在临床上也可以有效地应用于异体移植。MSCs向病变或损伤部位的迁移是用于移植治疗的关键,但体内研究发现只有极少量的移植细胞迁移到了损伤或病变部位,修复和治疗效果非常有限。因此,提高MSCs的定向迁移能力,增加迁移到损伤或病变部位的细胞数量对改善疗效至关重要。肝细胞生长因子(hepatocyte growth factor,HGF)/c-met信号已被证实诱导MSCs的趋化性迁移。实验室前期研究发现miR-9和miR-221可以促进大鼠骨髓MSCs向HGF的趋化性迁移,我们通过Boyden chamber和Dunn chamber实验证实其也可以促进HUCMSCs向HGF的趋化性迁移,而此过程中miR-9和miR-221对HUCMSCs的增殖和凋亡没有影响。那么,miR-9和miR-221能否促进HUCMSCs在体内趋向损伤部位迁移,增加迁移到损伤部位的细胞数,进而促进损伤修复呢?我们通过皮下注射CCl4的方式构建了小鼠急性肝损伤(acute liver injury,ALI)和慢性肝损伤(chronic liver injury,CLI)模型,实时定量PCR(quantitative real time polymerase chain reaction,q RT-PCR)检测发现损伤小鼠肝组织HGF高表达,酶联免疫吸附测定(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)检测发现损伤小鼠血清HGF水平升高。因此,我们通过感染腺病毒及转染miRNA mimics的方法在HUCMSCs中高表达miR-9或miR-221后消化细胞并计数,制成细胞悬液。随后我们利用构建的小鼠急、慢性肝损伤模型,尾静脉移植荧光标记的高表达miR-9或miR-221的HUCMSCs 7 d后检测对肝损伤的修复作用,主要得到以下结果:(1)miR-9和miR-221促进HUCMSCs向小鼠损伤肝组织的定植冰冻切片追踪荧光标记的细胞,发现高表达miR-9或miR-221的HUCMSCs在小鼠急性肝损伤部位的定植数目显著多于对照HUCMSCs,并且在慢性肝损伤模型中得到了验证,即miR-9和miR-221也能够促进HUCMSCs向小鼠慢性肝损伤部位的定植。(2)miR-9和miR-221促进HUCMSCs改善小鼠肝脏外观及降低肝脏指数通过观察肝脏的外观及测量肝脏指数,我们发现急性肝损伤小鼠肝脏肿大、色泽偏黄、表面可见白色点状结节、肝脏指数明显升高,而移植HUCMSCs,特别是移植高表达miR-9或miR-221的HUCMSCs后,肝脏的色泽恢复红润,表面比较光滑,肝脏指数趋于正常;慢性肝损伤小鼠肝脏体积增大、重量增加、色泽晦暗、质地偏硬、表面和切面呈弥漫全肝的白色或黄色结节、肝脏指数明显升高,慢性肝损伤各治疗组小鼠经HUCMSCs移植,特别是高表达miR-9或miR-221的HUCMSCs移植后,其症状明显改善,肝脏指数趋于正常。(3)miR-9和miR-221促进HUCMSCs减轻小鼠肝细胞坏死和炎症细胞浸润肝组织切片苏木精-伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色观察小鼠肝脏细胞坏死和炎症细胞的浸润,结果表明移植高表达miR-9或miR-221的HUCMSCs较移植对照HUCMSCs进一步改善了急性肝损伤小鼠肝细胞坏死和炎症细胞浸润;对于慢性肝损伤小鼠,HUCMSCs高表达miR-9或miR-221较对照HUCMSCs移植能进一步缓解肝细胞肿胀坏死、炎性细胞的浸润以及肝小叶结构的破坏。(4)高表达miR-9或miR-221的HUCMSCs显著改善慢性损伤小鼠肝纤维化肝组织切片Masson染色及定量检测慢性肝损伤小鼠肝纤维化程度,发现移植高表达miR-9或miR-221的HUCMSCs而不是移植对照HUCMSCs能显著缓解慢性肝损伤小鼠肝脏胶原的沉积,减少纤维化面积。肝在受损后,损伤部位会高表达多种细胞因子如转化生长因子β(transforming growth factorβ,TGFβ),肝星状细胞(hepatic satellite cells,HSCs)在TGFβ等的作用下被激活转分化为增殖的以及纤维产生的肌成纤维细胞,并表达α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)。金属蛋白酶组织抑制剂(tissue inhibitor of metalloproteinase,TIMP)及单核细胞趋化蛋白1(monocyte chemotactic protein 1,MCP1)等因子对肝脏细胞外基质(extracellular matrix,ECM)的沉积及炎症浸润具有重要作用。因此,我们通过检测相关分子的表达初步研究了miR-9和miR-221促进HUCMSCs修复肝损伤的相关机制,主要得到以下结果:(1)miR-9和miR-221促进HUCMSCs抑制损伤小鼠HSCs的激活通过对肝组织切片免疫荧光染色检测了肝脏肌成纤维细胞的标记物α-SMA的表达情况,发现急、慢性肝损伤小鼠移植高表达miR-9或miR-221的HUCMSCs较移植对照HUCMSCs能进一步下调急、慢性肝损伤小鼠肝组织α-SMA的表达。(2)HUCMSCs高表达miR-9或miR-221调节移植小鼠炎症及纤维化相关基因的表达qRT-PCR进一步检测肝纤维化及炎症相关基因的表达,发现高表达miR-9较对照HUCMSCs移植组急性肝损伤小鼠肝组织MCP1的表达显著下调而高表达miR-221较对照的HUCMSCs移植组急性肝损伤小鼠肝组织TIMP-1和MCP1的表达显著下调;对于慢性肝损伤小鼠,高表达miR-9或miR-221较对照的HUCMSCs移植组肝组织TGFβ、TIMP-1和MCP1的表达均显著下调。综上可知,miR-9和miR-221能够促进HUCMSCs向急、慢性损伤肝组织趋化性迁移及定植,对HUCMSCs移植治疗急、慢肝损伤具有更好的修复作用。本研究为临床更好地应用HUCMSCs进行移植治疗提供理论和实验依据。