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目的观察转染过表达miRNA-101的BMSCs移植治疗大鼠矽肺纤维化的作用及其相关机制,为矽肺纤维化寻找新的治疗策略。方法1动物模型制备和分组:BMSCs供体动物:选取无特定病原体(Specific pathogen free,SPF)级健康雄性幼年SD大鼠15只,约3周龄,体重为90110g,进行BMSCs体外培养,传至第三代用于后续实验,使用慢病毒构建稳转的过表达miRNA-101的BMSCs(miRNA-101 BMSCs)细胞,继续培养至转染最佳效率备用。BMSCs受体动物:选取SPF级健康雄性成年SD大鼠40只,体重210220g,随机分为4组:对照组,SiO2模型组,BMSCs治疗组,miRNA-101 BMSCs治疗组,每组均10只。采用非暴露式气管插管一次性注入灭菌氯化钠与二氧化硅(SiO2)粉尘混悬液(50.0g/L)建立矽肺大鼠模型,对照组给予相同剂量高压后的生理盐水。于造模后的24h内,以尾静脉注射途径分别给予转染miRNA-101的BMSCs与DMEM悬液1.0ml(2×106/L)、BMSCs与DMEM悬液1.0ml(2×106/L)两种手段干预,实验大鼠于造模完成第3d、7d、14d、28d处死取材。2检测指标和方法:流式细胞仪鉴定BMSCs细胞表型CD45、CD90。荧光倒置显微镜观察过表达miRNA-101 BMSCs细胞转染效率。苏木素-伊红(HE)染色观察大鼠肺组织形态学改变。免疫组织化学检测TNF-α、IL-6蛋白表达分布。免疫蛋白印迹法检测TNF-α、IL-6、Beclin-1、LC-3、I型胶原、Ш型胶原蛋白半定量表达。实验数据采取Excel建库。使用SPSS19.0软件对数据进行方差分析,检测结果用均数±标准差(x±s)表示,以P<0.05为差异有统计学意义。结果1 BMSCs培养结果:原代BMSCs细胞取材接种后24h逐渐贴壁,48h内基本完全贴壁,细胞折光性较强,增殖方式多以分散克隆为主。第三代BMSCs镜下观察类似于成纤维细胞状,呈“鱼尾纹”状集落分布,核清晰,胞质均匀。2流式细胞仪检测BMSCs标志物CD90占94.23%,CD45占6.95%,符合BMSCs细胞特性。3 BMSCs病毒转染效率结果:当MOI=5pfu/细胞时进行转染,细胞持续呈蜂窝样的良好状态生长,表明该转染滴度对细胞生长增殖影响不大。miRNA-101转染72h后,使用荧光显微镜下观察其转染效率达97.36%,其转染效率达到高峰。4肺组织形态改变:对照组见肺泡结构清晰正常,肺泡壁薄,形态良好。SiO2模型组可见肺泡间隔明显加宽变厚,可见纤维细胞性肉芽肿,大量炎细胞浸润,肺间质实变充血,肺泡结构破坏塌陷。BMSCs治疗组矽肺模型组病变程度有稍微好转,肺泡结构仍破坏严重,并逐渐形成纤维细胞性肉芽肿。miRNA-101 BMSCs治疗组偶见松散的细胞性结节,肺泡壁充血水肿,发现炎症细胞浸润明显减轻。5免疫组织化学检测结果:取大鼠矽肺模型染尘14d观察,TNF-α、IL-6蛋白阳性表达均为棕褐色产物,以颗粒状散布在胞浆中,颜色深度和蛋白表达水平成正相关。对照组蛋白呈轻微阳性表达,偶见于肺泡间质细胞中。SiO2模型组阳性结果表达最强,有大量褐黄色颗粒呈团块状可能分布于肺泡隔内的炎细胞胞浆中,大量胞外基质沉积。BMSCs治疗组较SiO2模型组阳性蛋白表达下降明显,肺泡隔内炎性表达减少。miRNA-101 BMSCs治疗组较SiO2模型组蛋白表达下降趋势显著,阳性细胞堆积减少,强度明显减弱。miRNA-101 BMSCs治疗组较BMSCs治疗组阳性细胞数量和表达下降程度更突出。6免疫印迹检测结果:对照组TNF-α、IL-6、Beclin-1、LC-3、I型胶原、Ш型胶原蛋白仅有少量基础表达,于3d、7d、14d、28d各时间点无明显差异。SiO2模型组较对照组各蛋白表达量各个时间点均显著增强(P<0.05)。BMSCs治疗组相同时间点较SiO2模型组各蛋白表达量均呈明显减弱(P<0.05)。miRNA-101 BMSCs治疗组较SiO2模型组的各蛋白表达量于3d、7d、14d、28d显著下降(P<0.05)。miRNA-101 BMSCs治疗组较BMSCs治疗组的各蛋白表达量于相应时间点下降趋势更为突出(P<0.05)。SiO2模型组、BMSCs治疗组、miRNA-101 BMSCs治疗组各蛋白表达量总体趋势相似,均于3d后随时间延长逐渐升高,至14d出现高峰,并开始出现下降动态变化。结论慢病毒转染过表达miRNA-101的BMSCs移植对矽肺大鼠纤维化治疗效果明显优于单纯BMSCs移植。miRNA-101 BMSCs对染尘后肺组织过度激活自噬有抑制作用,能显著减轻慢性炎症和纤维化程度,减少胶原沉积,从而延缓矽肺纤维化病理进程,为矽肺干细胞与基因联合治疗提供实验室依据,开辟了矽肺治疗新策略。图18幅;表6个;参113篇。