摘要:目的:觀察重組人粒細胞集落刺激因子(rhG-CSF)對四氯化碳(CCL4)肝硬化大鼠外周血中CD34+細胞的動員作用,以及對肝硬化大鼠肝臟生化學的影響,尋求一種安全有效、不加重肝損傷的動員CD34+細胞的方法。方法:50%CCL4橄欖油溶液建立肝硬化大鼠模型,rhG-CSF動員組大鼠皮下注射rhG-CSF10gkg-1d-1,共計5d,對照組給予相同劑量生理鹽水。流式細胞儀測定外周血單個核細胞中的CD34+細胞的比例,同時檢測ALT、AST、T-BIL和ALB,觀察G-CSF對肝硬化大鼠肝臟的影響。結果:肝硬化大鼠rhG-CSF動員后外周血CD34+細胞占單個核細胞(CD34+/MNC)比例(4.081.38)%是生理鹽水對照組(0.430.21)%的9.5倍;而生化學檢測兩組沒有顯著性差異。結論:G-CSF動員能促進更多的骨髓/造血干細胞源性的肝干細胞在外周血中表達,而且不加重肝硬化大鼠的肝臟損傷。
關鍵詞:粒細胞集落刺激因子(G-CSF);干細胞;CD34細胞動員
肝炎病毒、酒精、藥物、化學物質(zhì)以及遺傳代謝等等諸多原因皆可以損傷肝臟功能,最終表現(xiàn)為肝硬化、肝功能衰竭等終末期肝臟病變,嚴重危害人們的身體健康。終末期肝病一般需要肝移植才能徹底解決,但是由于肝臟供體來源受限,人們逐漸嘗試肝干細胞替代治療的方法來讓病人度過手術等待期,或用這種方法進行肝臟病人的治療。
目前認為肝臟干細胞主要有肝源性和非肝源性兩個方面的來源。肝源性肝干細胞主要為肝卵圓細胞(hepaticovalcell,HOC)。HOC是從小鼠肝臟中分離出來的,當各種致病因素使肝細胞增殖受限時,HOC可進一步分化為肝細胞及膽管上皮細胞,因而認為是一種肝干細胞?,F(xiàn)在已經(jīng)有證據(jù)表明至少有一部分HOC是由骨髓源前體細胞演變而來。Crosby采用骨髓造血干細胞標志c-Kit和CD34觀察肝硬化患者肝組織存在著CD34+細胞,其主要位于膽管周圍的門靜脈區(qū)。因此,HOC是一類具有骨髓干細胞的某些表型、克隆原性及雙向分化潛能的細胞。
骨髓/造血干細胞可以由骨髓、臍帶血和外周血三種來源獲得。外周血造血干細胞有著收集方便、來源廣泛、供體不需要麻醉、創(chuàng)傷小以及易于患者接受等優(yōu)勢,因而受到了越來越多的重視。
本研究是通過粒細胞集落刺激因子(granularcellstimu latingfactor,G-CSF)對四氯化碳(CCL4)致肝硬化大鼠進行動員,檢測肝臟以及外周血中CD34+細胞表達的變化,觀察G-CSF對外周血干細胞的動員作用,同時觀察動員的肝硬化大鼠肝臟的生化學、組織病理學改變,評價G-CSF對肝硬化大鼠機體的影響。
1材料和方法
1.1實驗動物
雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠36只,體重180~220g,由大連醫(yī)科大學實驗動物中心提供。實驗前分籠飼養(yǎng),自由飲水,室溫22~26,飼養(yǎng)1周后用于實驗。
1.2主要試劑及藥品
重組人粒細胞集落刺激因子、兔抗鼠CD34抗體、FITC-羊抗兔IgG抗體、RPMI1640、胎牛血清和Ficoll分離液分別由日本麒麟株式會社、Santa-Cruz公司、Jackson公司、Gibco公司和Sigma公司生產(chǎn)。
1.3實驗分組
將36只大鼠隨機分為四組,正常組6只,不進行任何處理。余30只進行CCL4造模,造模成功后處死6只作為肝硬化模型組。對造模成功的大鼠隨機分為生理鹽水組和G-CSF動員組各8只。
1.4實驗方法
1.4.1肝硬化模型的制備
經(jīng)大鼠大腿內(nèi)側、背部、腹部皮下注射50%的橄欖油CCL4溶液(橄欖油與CCL4的體積比為1?1),劑量3mL/kg,1次/3d,測量大鼠體重,根據(jù)體重調(diào)整劑量,注射23次后停藥觀察大鼠體重,以不增加為準,若仍體重增加,原量注射直至體重恒定。肝臟組織病理學證實模型成功。
1.4.2肝臟組織病理學檢查。對肝硬化模型建立的組織病理,使用石蠟切片。取造模大鼠肝臟右葉,切成1cm#1cm#0.5cm大小組織塊,10%甲醛固定,石蠟包埋,5m切片,行HE染色和Masson染色。常規(guī)病理制片,顯微鏡下由同一名病理醫(yī)生閱片,找尋10步驟的拍攝區(qū)域普通顯微鏡拍照。
1.4.3G-CSF動員
動員組8只大鼠每天早晨9點鐘,皮下注射G-CSF10gkg- 1d-1,連續(xù)5d,對照組8只注射同劑量生理鹽水。
1.4.4肝功能生化學檢查
血清采集后-20!保存,一次上機檢測血清丙氨酸氨基轉移酶(ALT)、天門冬氨酸氨基轉移酶(AST)、總膽紅素(T-BIL)和白蛋白(ALB),由同一全自動生化分析儀完成。
1.4.5動員后外周血CD34+細胞表達的評價
MNC的提取%流式細胞儀檢測MNC中CD34+細胞
1.4.6統(tǒng)計學分析。使用SPSS10.0軟件對正常大鼠、肝硬化大鼠、G-CSF動員后大鼠的ALT、AST、TBIL、ALB以及流式細胞儀檢測的CD34+細胞占MNC的百分比進行統(tǒng)計分析,計量資料采用xs(均數(shù)標準差)表示,方差齊時t檢驗,方差不齊t檢驗。等級資料采用卡方檢驗。
2結果
2.1肝硬化動物模型的建立
30只大鼠使用50%CCL4造模過程中,死亡4只,死亡率13.3%。經(jīng)HE、Masson染色進行肝臟組織病理學檢查,可見膠原纖維大量增生、包繞變性壞死肝細胞及大小不等的假小葉形成等,組織學證實肝硬化造模成功。50%CCL4皮下注射26次后,大鼠ALT,AST,TBIL都有不同程度的升高(P<0.01),白蛋白下降(P<0.01)。提示造模大鼠有明顯的肝功能損害。
2.2G-CSF動員效果對比
使用流式細胞儀對周血中CD34+細胞進行檢測。結果顯示,動員組肝硬化大鼠外周血中CD34+細胞占MNC比例為(4.081.38)%,是生理鹽水組(0.43+-0.21)%的9.5倍,P<0.01。
2.3使用rhG-CSF動員與生理鹽水對照組生化指標對比
兩組肝功能生化指標(ALT、AST、ALB、TBIL)變化對比,無顯著性差異,P>0.05。
3討論
G-CSF是由Welte等在1985年克隆并純化的,由2個長環(huán)和1個短環(huán)連接的4條反向平行的螺旋鏈組成。自90年代初獲準臨床應用。目前認為G-CSF動員的機制主要有以下幾個方面:?影響造血干細胞表面黏附分子的表達及功能,特異性誘導粒系祖細胞的增殖、分化和成熟,并抑制外周血造血干細胞的凋亡。下調(diào)骨髓微環(huán)境內(nèi)皮細胞粘附分子的表達,促進基質(zhì)金屬蛋白酶釋放及降解細胞外基質(zhì)。G-CSF對CD34+細胞的動員作用是呈動態(tài)變化的。研究發(fā)現(xiàn),對健康者皮下注射G-CSF,外周血CD34+細胞數(shù)量在第6天達到高峰,其數(shù)量與G-CSF用量相關。本研究通過流式細胞儀檢測發(fā)現(xiàn),肝硬化大鼠G-CSF連續(xù)使用5d后,外周血中CD34+細胞占單個核細胞的比例較使用生理鹽水增加了9.5倍。G-CSF對肝硬化大鼠外周血中的CD34+細胞有很明顯的動員作用,且沒有加重肝臟損傷的影響。目前,對肝硬化個體的動員以獲得CD34+細胞的研究還未見報道。
綜上所述,G-CSF對肝硬化大鼠是一種安全有效的獲取外周血中更多CD34+細胞的方法。動員后的外周血中骨髓/造血干細胞源性的肝干細胞,可以用于多種部位的自體移植或者在體外培養(yǎng)擴增分化為肝細胞的研究,從而為各種終末期肝病的細胞學治療提供一種可能的細胞來源。
參考文獻:
[1]立野知世,吉田勝利.肝膽細胞.蛋白核酸酵素.[J] 2000,45:2085-2091