郭繼文 吳海清

·實驗研究·

間充質(zhì)干細胞對內(nèi)毒素誘導急性肺損傷大鼠的保護機制研究

郭繼文 吳海清

目的 探討間充質(zhì)干細胞對內(nèi)毒素誘導急性肺損傷大鼠的保護機制。方法 隨機選取本實驗室養(yǎng)育的實驗大鼠105只, 采取隨機分組形式分成5組, 每組21只, A組經(jīng)尾部注射5mg/kg生理鹽水, B組經(jīng)尾部注射5mg/kg內(nèi)毒素, C組經(jīng)尾部注射5mg/kg內(nèi)毒素+0.5ml高劑量間充質(zhì)干細胞(2×106/ ml), D組經(jīng)尾部注射5mg/kg內(nèi)毒素+0.5ml高劑量間充質(zhì)干細胞(1×106/ml), E組經(jīng)尾部注射0.5ml高劑量間充質(zhì)干細胞(2×106/ml),觀察各組大鼠的肺部組織學形態(tài)、肺濕重/干重、肺動脈氣血分及炎癥反應(yīng)情況。結(jié)果 A組和E組大鼠肺組織未發(fā)生顯著變化, 結(jié)構(gòu)清晰, 未出現(xiàn)炎性細胞浸潤情況, 黏膜上皮表現(xiàn)良好；B組大鼠肺組織出現(xiàn)了嚴重水腫, 肺泡腔存在漿液性滲出液；C組、D組肺組織得到一定保護, C組較D組肺組織結(jié)構(gòu)保持更加完整, 水腫、炎性細胞浸潤明顯較輕。A組、E組W/D、PaO2、PaCO2、MDA、SOD、MPO、TNF-α、IL-1β差異無統(tǒng)計學意義, P＞0.05；B組的W/D、PaO2、PaCO2、MDA、SOD、MPO、TNF-α、IL-1β和其他組均差異具有統(tǒng)計學意義, P＜0.05；C組、D組MDA、MPO、TNF-α、IL-1β顯著高于B組, SOD顯著低于B組, 同時C組W/D、PaO2、PaCO2、MDA、SOD、MPO、TNF-α、IL-1β和D組差異具有統(tǒng)計學意義, P＜0.05。結(jié)論 給予急性肺損傷大鼠模型高劑量間充質(zhì)干細胞可改善肺組織結(jié)構(gòu)損傷狀況, 降低炎性反應(yīng), 提高肺部通氣水平。

間充質(zhì)干細胞；內(nèi)毒素；急性肺損傷；保護機制

急性肺損傷是臨床常見疾病, 目前臨床治療主要方法為藥物、通氣治療, 但是臨床療效并不明顯, 所以臨床上一直在尋求更好的治療方法［1］。近些年隨著對間充質(zhì)干細胞研究的不斷深入, 發(fā)現(xiàn)間充質(zhì)干細胞可減輕急性肺損傷的炎癥情況, 有可能成為臨床治療急性肺損傷的有效治療途徑。為進一步探討間充質(zhì)干細胞對內(nèi)毒素誘導急性肺損傷大鼠的保護機制, 本文特隨機選取本實驗室養(yǎng)育的實驗大鼠105只, 采取隨機分組的方式進行研究, 現(xiàn)將研究情況進行如下報告。

1 材料與方法

1.1材料

1.1.1實驗動物 隨機選取本實驗室養(yǎng)育的實驗大鼠105只, 采取隨機分組形式分成5組, 每組21只, 各組大鼠在數(shù)量、體重、雌雄比例方面差異無統(tǒng)計學意義, 具有可比性, P＞0.05。

1.1.2實驗儀器 顯微鏡、細胞培養(yǎng)箱、冰箱、分析天平、離心機。

1.1.3實驗試劑 多聚甲醛(吉林生物研究院)、液氮(吉林生物研究院)、生理鹽水(華利制藥廠, 濃度0.9%)。

1.2方法

1.2.1建模方法(詳見表1)

1.2.2研究方法 在建模后72 h處死大鼠。分別解剖取大鼠右肺上葉, 面積大約0.5 cm2, 放入多聚甲醛固定, 染色后準備進行組織形態(tài)學觀察。取250 mg大鼠右肺上葉, 分別用分析天平測量去表面血液后及烘烤48 h后重量。分別取大鼠剩余肺組織, 在生理鹽水中進行漂洗, 放入液氮中冷凍, 放入冰箱中(-70℃)準備進行血氣分析觀察。

1.3觀察項目 觀察大鼠的肺組織結(jié)構(gòu)變化, 肺濕重/干重,血氣分析觀察大鼠腹主動脈的PaO2、PaCO2, 并觀察脂質(zhì)過氧化代謝毒性終產(chǎn)物(MDA)、抗氧化酶(SOD)、髓過氧化物酶(MPO)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、炎性細胞因子-1β(IL-1β)。

1.4統(tǒng)計學方法 將數(shù)據(jù)結(jié)果錄入到SPSS17.0統(tǒng)計學軟件進行數(shù)據(jù)分析處理, 計量資料采用均數(shù)±標準差表示,兩組間比較采用t檢驗, 當P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1肺組織結(jié)構(gòu) A組和E組大鼠肺組織未發(fā)生顯著變化,結(jié)構(gòu)清晰, 未出現(xiàn)炎性細胞浸潤情況, 黏膜上皮表現(xiàn)良好；B組大鼠肺組織出現(xiàn)了嚴重水腫, 肺泡腔存在漿液性滲出液；C組、D組肺組織得到一定保護, C組較D組肺組織結(jié)構(gòu)保持更加完整, 水腫、炎性細胞浸潤明顯較輕。

2.2肺濕重/干重 A組W/D為4.01±0.12、B組W/D為5.21±0.21、C組W/D為4.43±0.17、D組W/D為4.65±0.16、E組W/D為4.03±0.09。B組顯著高于其他4組, 差異具有統(tǒng)計學意義, P＜0.05；C組、D組顯著低于B組, 差異具有統(tǒng)計學意義, P＜0.05。

2.3血氣分析 A組、E組的PaO2、PaCO2差異無統(tǒng)計學意義, P＞0.05；B組的PaO2、PaCO2和其他組均差異具有統(tǒng)計學意義, P＜0.05；C組、D組PaO2顯著高于B組, PaCO2顯著低于B組, 同時C組PaO2、PaCO2和D組差異具有統(tǒng)計學意義, P＜0.05。(詳見表2)

2.4相關(guān)因子指標分析 A組、E組MDA、SOD、MPO、TNF-α、IL-1β差異無統(tǒng)計學意義, P＞0.05；B組的MDA、SOD、MPO、TNF-α、IL-1β和其他組均差異具有統(tǒng)計學意義, P＜0.05；C組、D組MDA、MPO、TNF-α、IL-1β顯著高于B組, SOD顯著低于B組, 同時C組MDA、SOD、MPO、TNF-α、IL-1β和D組差異具有統(tǒng)計學意義, P＜0.05。(詳見表3)

表1各組大鼠建模方法

表2血氣分析結(jié)果比較

表3相關(guān)因子指標分析結(jié)果比較

3 討論

間充質(zhì)干細胞為干細胞的重要成員, 其來源于中胚層、外胚層, 研究發(fā)現(xiàn)其和造血、免疫調(diào)控有密切關(guān)系［2］, 通過相關(guān)研究證明其有可能成為病變、衰老原因?qū)е碌慕M織器官損傷維護因子［3］。本文研究發(fā)現(xiàn), A組和E組大鼠肺組織未發(fā)生顯著變化, 結(jié)構(gòu)清晰, 未出現(xiàn)炎性細胞浸潤情況, 黏膜上皮表現(xiàn)良好；B組大鼠肺組織出現(xiàn)了嚴重水腫, 肺泡腔存在漿液性滲出液；C組、D組肺組織得到一定保護, C組較D組肺組織結(jié)構(gòu)保持更加完整, 水腫、炎性細胞浸潤明顯較輕。A組、E組W/D、PaO2、PaCO2、MDA、SOD、MPO、TNF-α、IL-1β差異無統(tǒng)計學意義, P＞0.05；B組的W/D、PaO2、PaCO2、MDA、SOD、MPO、TNF-α、IL-1β和其他組差異具有統(tǒng)計學意義, P＜0.05；C組、D組MDA、MPO、TNF-α、IL-1β顯著高于B組, SOD顯著低于B組, 同時C組W/D、PaO2、PaCO2、MDA、SOD、MPO、TNF-α、IL-1β和D組差異具有統(tǒng)計學意義, P＜0.05。說明給予間充質(zhì)干細胞后, 急性肺損傷模型大鼠的肺組織形態(tài)、炎癥因素水平、通氣水平均顯著由于未給予間充質(zhì)干細胞的模型, 并隨給予劑量的增大, 效果更加明顯, 說明間充質(zhì)干細胞具備某些免疫學特征［4］, 可以對急性肺損傷進行修復, 提高肺通氣能力［5］, 具有臨床研究前景。但是我們需清楚的認識到,目前間充質(zhì)干細胞對急性肺損傷的研究還屬于起步階段［6］,需要進一步擴大實驗范圍進行驗證, 同時該次實驗給予間充質(zhì)干細胞的時間是在內(nèi)毒素誘導急性肺損傷的同時, 并沒有研究在已經(jīng)出現(xiàn)急性肺損傷后對模型的影響, 所以需要進一步深入研究。但從該實驗可證明, 給予急性肺損傷大鼠模型高劑量間充質(zhì)干細胞可改善肺組織結(jié)構(gòu)損傷狀況, 降低炎性反應(yīng), 提高肺部通氣水平。

［1］ 袁君杰,謝幼專,盧建熙,等.不同微環(huán)境對人骨髓間充質(zhì)干細胞體外增殖和分化的影響.國際骨科學雜志, 2013,34(6):435-437.

［2］ 楊陸蒙,李新喜,白超,等.大鼠骨髓間充質(zhì)干細胞培養(yǎng)方法的比較及細胞鑒定.新疆醫(yī)科大學學報,2013,36(10):1451-1454.［3］ Waugh D J, Wilson C.The interleukin-8 pathway in cancer.Clin Cancer Res, 2008,14(21):6735-6741.

［4］ 吳海青,李濤平,徐健,等.間充質(zhì)干細胞對內(nèi)毒素誘導急性肺損傷大鼠NF-κB的影響.臨床肺科雜志, 2012,17(11):1952-1955.

［5］ 崔岳毅,宋純理,譚杰,等.局部植入辛伐他汀誘導自體骨髓間充質(zhì)干細胞歸巢修復大鼠顱骨缺損.國際骨科學雜志, 2013, 34(6):431-434.

［6］ 梁敏烈,謝良地,李宏亮,等.脂肪間充質(zhì)干細胞早期干預(yù)對野百合堿誘發(fā)的肺動脈高壓大鼠肺小動脈功能的影響.中國病理生理雜志, 2013, 29(10):1729-1735.

開發(fā)區(qū)科技局基金資助項目(項目編號：2010 Q-P185)

510730 廣州開發(fā)區(qū)醫(yī)院外科(郭繼文)；深圳龍華人民醫(yī)院重癥醫(yī)學科(吳海清)