劉泉
慢性阻塞性肺疾病(Chronic obstructive pulmonary disease,COPD)在臨床上較為常見,屬于慢性進展性疾病,臨床特征為不可逆進行性發(fā)展[1]。當(dāng)前,臨床上尚未尋找到特效的逆轉(zhuǎn)或阻斷COPD進行性發(fā)展的藥物[2]。骨髓間充質(zhì)干細胞(Bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)是機體一種常見干細胞,具有多向分化能力。有研究發(fā)現(xiàn),BMSCs能在損傷組織局部分泌出部分細胞因子和生長因子,而這些因子可能在肺組織損傷治療中發(fā)揮著重要的作用[3]。本研究旨在深入探討B(tài)MSCs在COPD模型大鼠中炎癥因子及血氣的變化,現(xiàn)報道如下。
選取24只健康雄性大鼠,均為SPF級,平均體質(zhì)量(210.2±18.5)g。制劑包括美國羅氏公司提供的豬胰蛋白酶;Santa Cruz公司提供的CD29﹑CD34﹑CD44﹑CD45克隆抗體;美國R&D公司提供的單大鼠白細胞介素1β(IL-1β)﹑腫瘤壞死因子α(TNF-α)酶聯(lián)免疫吸附法試劑盒等。
按照1 : 1: 1比例,將24只大鼠分為A組(正常組,n=8)﹑B組(模型組,n=8)和C組(治療組,n=8)。其中,A組不做任何處理。B組和C組腹腔內(nèi)注射體積分數(shù)為0.1的水合氯醛300 mg/kg,進行麻醉,常規(guī)消毒,將頸部皮膚縱向切開,對皮下組織及胸骨舌骨肌進行鈍性分離,使氣管充分暴露。將配置的1 U/g PPE生理鹽水溶液一次性滴入氣管。閉合切口,直立旋轉(zhuǎn)大鼠,對雙側(cè)胸部進行按摩,確保藥液在雙側(cè)肺部均勻分布。三組大鼠均以普通飼料持續(xù)喂養(yǎng)76天。隨后,治療組在尾靜脈注射3×106/ml BMSCs,其他兩組則注射等量的生理鹽水,繼續(xù)喂養(yǎng)2周后處死大鼠。
大鼠剖腹,無菌條件下,使氣管和肺門充分暴露,在右主支管處,對右肺進行結(jié)扎,以2 ml生理鹽水進行左肺肺泡灌注,持續(xù)3次,將回收的肺泡灌洗液置入硅塑管內(nèi)。取1 ml肺泡灌洗液,做離心處理,收集細胞,計數(shù)。以ELISA試劑盒內(nèi)說明書檢測IL-1β﹑TNF-α。
完成灌洗后,棄左肺,剖開右側(cè)肺,置入4℃ PBS中,洗去血液。右肺組織置入10%福爾馬林液,做48 h固定處理,右下葉置于凍存管,及時送冰凍切片。
(1)觀察三組炎癥因子變化,包括IL-1β﹑TNF-α;(2)觀察三組血氣分析指標(biāo)變化,包括酸堿度(pH)﹑血氧飽和度(SaO2)﹑二氧化碳分壓(PCO2)﹑血氧分壓(PO2)。
使用SPSS 19.0統(tǒng)計學(xué)軟件分析本組研究中的數(shù)據(jù)資料。計量資料均用(±s)表示,以t檢驗。P<0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
B組IL-1β﹑TNF-α高于A組﹑C組,且C組高于A組(P<0.05)。見表1。
表1 三組炎癥因子變化對比( ±s)
注:1)P<0.05,與A組、C組相比;2)P<0.05,與A組相比
組別 例數(shù) IL-1β(ng/L) TNF-α(ng/L)A 組 8 37.2±25.2 1 552.5±135.6 B 組 8 210.0±23.61) 2 285.2±120.61)C 組 8 116.5±24.02) 1 859.5±155.62)
三組pH﹑SaO2﹑PCO2﹑PO2水平兩兩對比,結(jié)果差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表2。
表2 三組血氣分析指標(biāo)對比( ±s)
表2 三組血氣分析指標(biāo)對比( ±s)
注:1)P>0.05,與B組、C組相比;2)P>0.05,與C組相比
組別 例數(shù) pH SaO2(%) PCO2(mmHg) PO2(mmHg)A 組 8 7.4±0.41) 96.2±1.61) 43.2±2.81) 78.2±5.21)B 組 8 7.3±0.42) 93.6±2.42) 42.9±4.32) 77.8±6.82)C 組 8 7.4±0.4 93.4±2.0 41.9±5.6 79.0±3.5
COPD患病率較高,多數(shù)患者急性加重期極易合并肺性腦病﹑呼吸衰竭等嚴重病癥,病死率高[4]。而且,COPD的血氣改變極易累及臟腑中央﹑周圍氣道﹑肺實質(zhì)甚至肺血管,導(dǎo)致難以經(jīng)由機體自身的能力完成受損組織的完全修復(fù)[5]。當(dāng)前,臨床上多采用常規(guī)方法進行治療,但多數(shù)患者生存時間仍較短,且無特效方法使受損肺功能完全恢復(fù)。
以往,臨床上有研究認為,在COPD發(fā)生中,炎癥反應(yīng)發(fā)揮著重要的作用,巨噬細胞﹑中性粒細胞等炎癥細胞可導(dǎo)致出現(xiàn)蛋白水解和氧化應(yīng)激,破壞肺組織結(jié)構(gòu)。而BMSCs能在靶器官內(nèi)定植,這是其治療特定疾病發(fā)揮作用的首要條件。炎癥反應(yīng)會對自身骨髓干細胞釋放進行刺激和誘導(dǎo),促使這些細胞對損傷細胞進行替換,這也是間充質(zhì)干細胞的損傷趨化性[6]。但是,這種自我修復(fù)作用有限,一旦機體損傷較為嚴重,破壞了內(nèi)源性修復(fù)機制,會導(dǎo)致組織損傷進一步進展。而若能采取積極措施,對外源性干細胞進行移植,并輔以適宜誘導(dǎo)條件,可能對疾病進展進行逆轉(zhuǎn)[7]。
BMSCs能經(jīng)由直接或間接轉(zhuǎn)化成肺泡上皮細胞替代損傷細胞,從而對肺部疾病產(chǎn)生作用。此外,BMSCs還能與宿主細胞互相影響,對局部炎性因子進行調(diào)節(jié)。BMSCs有著較好的免疫調(diào)節(jié)特性,能對樹突狀細胞﹑自然殺傷細胞﹑T淋巴細胞的活性進行抑制,促使炎癥細胞因子分泌量減少,且能下調(diào)促炎癥反應(yīng)[8]。IL-1β﹑TNF-α為常見炎癥因子,其在COPD中表達水平提升,活性增強。本研究中,B組IL-1β﹑TNF-α高于A組﹑C組,且C組高于A組(P<0.05)。提示BMSCs能減輕COPD炎癥反應(yīng)。
此外,三組pH﹑SaO2﹑PCO2﹑PO2水平兩兩對比,結(jié)果差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)?,F(xiàn)認為,這可能是因為觀察周期有限,尚不能認定BMSCs不會影響COPD血氣指標(biāo),今后仍需加大研究力度。
綜上所述,骨髓間充質(zhì)干細胞可影響慢性阻塞性肺疾病的血氣改變,且能抑制炎癥反應(yīng),需引起高度關(guān)注。
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