论文部分内容阅读
目的:探讨慢病毒载体介导的胰岛素样生长因子-1(IGF-1)基因修饰的肌源性干细胞(MDSCs)移植对雌性压力性尿失禁大鼠模型的作用及可能机制,为细胞移植策略治疗女性压力性尿失禁提供新的理论依据。方法:1、体外原代MDSCs的分离、纯化、分化和鉴定。取Wistar大鼠腓肠肌,机械法和酶消化法后,采用改良差速贴壁法纯化大鼠原代MDSCs,通过倒置相差显微镜观察细胞的生长形态和分化情况,采用流式细胞仪术、细胞免疫荧光化学、免疫细胞化学对P3-MDSCs进行表型鉴定,同时对分化培养的P3-MDSCs进行MyHC蛋白检测。2、采用体外重组(in-fusion)技术,以携带增强型绿色荧光蛋白(eGFP)的pGC-FU慢病毒载体系统作为基因转导的媒介,构建携带IGF-1基因重组的慢病毒表达载体(pGC-FU-IGF-1),通过聚合酶链式反应(PCR)、酶切和测序的方式鉴定所构建的载体并转染293T细胞,以荧光显微镜观察绿色荧光,以Western blot检测GFP蛋白的表达,以实时定量荧光PCR(RT-QPCR)检测慢病毒的滴度。将携带有IGF-1&eGFP融合基因的慢病毒和仅携带eGFP的慢病毒感染大鼠MDSC(s分别为IGF-1/MDSCs组和GFP/MDSCs组),通过荧光表达情况以及酶联免疫吸附试验(ELISA)结果确定最佳感染复数(MOI)。3、取最佳MOI慢病毒感染MDSCs,待IGF-1/MDSCs组和GFP/MDSCs组达到90%融合后,模拟体内氧化应激微环境,体外建立过氧化氢(H2O2)诱导细胞凋亡模型,MTS法检测不同浓度不同时间的H2O2干预对MDSCs活性的影响,并通过流式、DNA ladder探讨H2O2对MDSCs凋亡的影响;Western blot检测MDSCs内抗凋亡相关蛋白P-AKT、NFκB、Bcl-2以及Bcl-xl与凋亡相关蛋白caspase-3、PARP的表达情况,探讨IGF-1基因修饰的MDSCs抑制细胞凋亡的可能机制。4、采用双侧阴部神经横断法(PNT)建立雌性压力性尿失禁大鼠模型,60只成年雌性大鼠随机均分为假手术组(S组)、溶剂对照组(PBS组)、空病毒感染的MDSCs移植组(GFP/MDSCs组)和IGF-1基因修饰的MDSCs移植组(IGF-1/MDSCs组),以1×106个/只细胞数注入尿道距膀胱约0.5cm处,每组再按治疗后1、2、4周分为3个亚组(每组5只)。采用尿动力学评价造模成功与否,并评价注射治疗1、2、4周后尿道闭合功能情况。注射治疗1周后,采用激光共聚焦扫描显微镜评价移植细胞存活情况。注射治疗4周后,免疫组织化学评价近端尿道毛细血管生成情况;伊红-苏木素(HE)及Masson染色评价近端尿道组织病理学改变;多重免疫荧光技术评价移植细胞的分化情况。在注射治疗的各个时间点,免疫组织化学和Western blot检测胰岛素样生长因子-1(IGF-1)、血管内皮细胞生长因子(VEGF)的表达情况。结果:1、所分离培养的MDSCs具有低粘附性、小圆形、折光性强的生物学特性,可以形成肌管,细胞表型鉴定为Sca-l(+)、CD34(+)、CD45(-)和desmin(+),符合MDSCs的特征。2、所构建的IGF-1&eGFP重组慢病毒载体,经PCR、酶切和测序鉴定完全正确,转染293T细胞后能够正常表达,测得病毒滴度为2×108TU/ml。慢病毒感染MDSCs后,随着MOI值的增加,荧光强度逐渐增强,并伴随IGF-1分泌水平显著增加(p﹤0.01)。3、低溶度(﹤200uM)、短时间的H2O(2﹤0.5h)干预对MDSCs的活性无明显影响(p>0.05),随着H2O2浓度的增加,作用时间的延长,MDSCs的活性显著下降(p﹤0.01),其中,GFP/MDSCs组下降更为明显(p﹤0.01)。通过DNA ladder凝胶电泳以及流式细胞仪双染检测分析,发现H2O2能够诱导MDSCs caspase酶依赖性凋亡,而IGF-1能够拮抗H2O2作用,上调抗凋亡相关蛋白P-AKT、NFκB、Bcl-2以及Bcl-xl的表达(p﹤0.05),降低caspase-3、PARP的水解程度(p﹤0.01)。4、成功构建压力性尿失禁大鼠模型。细胞注射治疗1周后,IGF-1/MDSCs组的细胞存活率显著高于GFP/MDSCs组(p﹤0.01),4周后,移植的细胞可以分化为MyHC,其中IGF-1/MDSCs组的细胞分化强度强于GFP/MDSCs组。IGF-1/MDSCs组和GFP/MDSCs组在细胞治疗1、2、4周后无论是膀胱最大容量(MBC)还是腹压漏尿点压力(ALPP)均显著高于PBS组(p﹤0.01),低于假手术组(p>0.05),其中IGF-1/MDSC组略高于GFP/MDSCs组(p>0.05)。治疗4周后,IGF-1/MDSCs组新生的毛细血管密度显著高于GFP/MDSCs组(p﹤0.01),后者又高于PBS组及S组(p﹤0.01)。细胞治疗的各个时间点,IGF-1/MDSCs组的IGF-1和VEGF蛋白表达量与各组比较显著升高(p﹤0.01),而GFP/MDSCs组在细胞治疗1、2周后,明显高于S组及PBS组(p﹤0.01),4周后,降至正常水平(p>0.05)。组织形态学观察发现:IGF-1/MDSCs组有较多新生血管及肌纤维形成,GFP/MDSCs组可见部分新生肌纤维和少许新生血管,PBS组可见尿道平滑肌、横纹肌层变性、萎缩,血管减少。定量肌/胶原比率发现:S组﹥IGF-1/MDSCs组﹥GFP/MDSCs组﹥PBS组(p﹤0.05)。结论:本研究可以从Wistar大鼠中成功分离出纯度较高的MDSCs;成功构建IGF-1&eGFP融合基因重组慢病毒表达载体,并能够安全有效地感染大鼠MDSCs,持续稳定表达;IGF-1基因修饰的MDSCs增强了其在移植微环境中的生存能力,可能与IGF-1/PI3K/AKT/NFκB/Bcl-2家族蛋白信号通路密切相关,并通过其旁分泌功能,共同改善尿道括约肌闭合功能。