干细胞生长因子和粒细胞集落刺激因子与心肌梗死大鼠体内骨髓间充质干细胞的迁移*

背景：外周静脉移植间充质干细胞只有1%~5%的移植细胞能归巢到心肌梗死区域。 目的：观察干细胞生长因子、粒细胞集落刺激因子对骨髓间充质干细胞归巢的影响。 方法：采用贴壁培养法分离培养SD大鼠骨髓间充质干细胞,取传至3~5代细胞。建立SD大鼠急性心肌梗死模型,干细胞生长因子组、粒细胞集落刺激因子组、干细胞生长因子+粒细胞集落刺激因子组在骨髓间充质干细胞移植前3 d和移植后3 d单独或混合皮下注射干细胞生长因子、粒细胞集落刺激因子,骨髓间充质干细胞组不注射细胞因子。 结果与结论：荧光显微镜下观察,骨髓间充质干细胞迁移至心肌梗死组织,骨髓间充质干细胞组、干细胞生长因子组、粒细胞集落刺激因子组迁移至心肌梗死区的骨髓间充质干细胞数量没有明显的区别(P > 0.05),干细胞生长因子+粒细胞集落刺激因子组的骨髓间充质干细胞数量明显高于其他3组(P < 0.05)。免疫荧光组织化学显示,植入的部分骨髓间充质干细胞表达心肌特异蛋白cTnI。结果说明干细胞生长因子和粒细胞集落刺激因子两种细胞因子联合应用可以促进骨髓间充质干细胞归巢至心肌梗死区域,在体内微环境的诱导下,骨髓间充质干细胞能够转化为心肌样细胞。     

心肌梗死大鼠体外培养心肌组织对间充质干细胞迁移的作用

背景：间充质干细胞具有改善心脏功能的潜力,间充质干细胞移植后向心脏归巢的机制尚不完全清楚。 目的：观察心肌梗死大鼠体外培养的心肌组织对间充质干细胞迁移的作用及可能机制。 方法：建立大鼠心肌梗死模型,培养大鼠心脏组织块,密度梯度离心及贴壁筛选法分离培养骨髓间充质干细胞,24只SD大鼠随机抽签法分为心肌梗死组、假手术组及正常对照组。假手术组只穿线不结扎,正常对照组不做任何处理。荧光染料DAPI标记间充质干细胞,利用transwell模型进行共培养,共培养48 h。荧光镜下计数迁移细胞数,CD34/CD44免疫细胞化学染色进行迁移细胞定性,免疫荧光检测迁移细胞CXCR4的表达情况,心脏组织切片行免疫组织化学染色检测基质细胞衍生因子1的表达情况并进行平均吸光度分析。 结果与结论：心肌梗死组单位视野迁移细胞数显著高于假手术组(P < 0.05),正常对照组未见迁移细胞。免疫细胞化学染色显示迁移细胞CD44阳性而CD34阴性,符合间充质干细胞特点,其膜受体CXCR4阳性表达。心肌梗死组及假手术组心脏切片基质细胞衍生因子1阳性表达,正常对照组心肌组织不表达基质细胞衍生因子1。心肌梗死组心脏组织基质细胞衍生因子1平均吸光度显著高于其他组别(P < 0.05)。提示心肌梗死后大鼠心脏组织能促进间充质干细胞迁移,这一效应的实现可能与基质细胞衍生因子1-CXCR4轴的作用有关。     

骨髓间充质干细胞移植在大鼠急性肝损伤组织中的定植能力

背景：目前对于移植后的骨髓间充质干细胞在肝组织中的分化途径以及能够在多大程度上修复损伤的肝细胞等问题,尚未达成统一共识。 目的：观察经尾静脉移植的骨髓间充质干细胞在急性肝损伤大鼠肝组织中的定植分化情况。 设计、时间及地点：细胞学体内对照观察,于2007-12/2008-06在兰州大学中心实验室地点完成。 材料：清洁级6~8周龄雄性SD大鼠47只,取5只用于制备骨髓间充质干细胞,剩余42只随机分为3组：肝正常细胞移植组15只、肝损伤细胞移植组14只、肝损伤盐水对照组13只。 方法：肝损伤细胞移植组、肝损伤盐水对照组大鼠通过腹腔注射D-氨基半乳糖建立急性肝损伤模型。造模后24 h,肝损伤细胞移植组、肝正常细胞移植组经尾静脉注入BrdU标记的第3代大鼠骨髓间充质干细胞悬液1 mL,含(1.5~2.0)×106个细胞;肝损伤盐水对照组大鼠同法注入等量生理盐水。 主要观察指标：移植后肝功能恢复情况,肝脏免疫组织化学检测结果。 结果：与造模后24 h比较,移植后2,3周肝正常细胞移植组、肝损伤盐水对照组血清谷丙转氨酶活性无明显变化（P > 0.05）;肝损伤细胞移植组血清谷丙转氨酶活性明显降低(P < 0.05),肝功能恢复较好。与肝正常细胞移植组比较,肝损伤细胞移植组Brdu+细胞数明显增多(P < 0.01),多分布在汇管区及中央静脉周围,但随着时间延长BrdU+细胞数逐渐减少。 结论：经尾静脉移植的骨髓间充质干细胞可促进急性肝损伤大鼠的肝功能恢复,并能够在受损肝脏及正常肝脏中定植分化,且定植与分化的程度可能与肝脏损伤程度有关。     

骨髓间充质干细胞移植后的肝功能重建

背景：细胞移植是治疗肝功能衰竭的一种有效方法,而理想的细胞源和最佳的移植途径一直是各实验室不断研究的目标。 目的：观察骨髓间充质干细胞移植对急性肝衰竭大鼠肝功能重建的影响和最佳移植途径。 方法：以D-氨基半乳糖胺作为肝脏毒剂,构建雌性SD大鼠急性肝衰竭模型。以雄性SD大鼠骨髓间充质干细胞为细胞源,通过腹股沟静脉和脾内移植两种途径植入肝衰竭大鼠,动态检测多项肝功能血生化指标。并以sry基因为分子标志,采用PCR技术检测骨髓间充质干细胞在肝脏内的存活状态。 结果与结论：骨髓间充质干细胞经腹股沟静脉和脾内移植均可降低血清谷丙转氨酶、谷草转氨酶、总胆红素水平,提高白蛋白合成能力,改善肝功能,降低动物死亡率。经腹股沟静脉移植组死亡率低于经脾内移植组。移植后7~30 d在受体大鼠肝脏内均能检测到sry基因阳性细胞的存在,而相应对照组未能检测到sry基因阳性细胞。结果表明①骨髓间充质干细胞移植可改善急性肝衰竭大鼠的肝功能。②骨髓间充质干细胞可在受体肝脏内存活。③经腹股沟静脉移植操作简便易行,死亡率较低,是较好的细胞移植途径     

自体骨髓间充质干细胞心肌移植后的分化及存活*☆

背景：骨髓间充质干细胞移植入急性心肌梗死组织后是否能迁移、分化及存活,目前尚不清楚。 目的：观察兔骨髓间充质干细胞移植入急性心肌梗死组织后,在体内的迁移、分化及其存活。 方法：分离培养兔骨髓间充质干细胞,体外DAPI标记细胞。结扎兔左前降支制作急性心肌梗死模型,造模成功后30只新西兰大耳兔抽签法分为骨髓间充质干细胞组和对照组,每组15只。骨髓间充质干细胞组于冠状动脉结扎后1 h在梗死周边区用微量注射器分4点注射自体骨髓间充质干细胞。对照组于相同部位注射等量生理盐水。每点注射体积30 μL。分别于移植后10 min,3 d,4周时各组各处死5只动物。取心脏行冰冻切片,荧光显微镜观察DAPI标记骨髓间充质干细胞的分布情况;免疫荧光法检测标记细胞是否表达心肌特异性肌钙蛋白Ⅰ和α-肌动蛋白。 结果与结论：DAPI标记的骨髓间充质干细胞在兔急性心肌梗死模型心脏微环境中,蓝色细胞核分布广泛,呈椭圆形,似心肌细胞核,其排列方向与宿主心肌纤维方向一致,间接免疫荧光法检测胞浆心肌特异性蛋白肌钙蛋白Ⅰ、α-肌动蛋白均为阳性。说明缺血心肌内移植入骨髓间充质干细胞,可在局部微环境的刺激下向心肌细胞定向分化。     

非人工通气下建立大鼠心肌内干细胞移植模型

小动物心肌内干细胞移植术较多采用气管插管呼吸机辅助通气和剪断胸骨或肋骨而开胸造模,其损伤大、操作复杂、且影响模型存活率。 目的：在非人工通气条件下,以较小创伤,简单快速建立正常及心肌梗死大鼠心肌内干细胞移植模型。 方法：将SD大鼠随机均分2组：心肌梗死移植组建立心肌梗死模型后接受骨髓间充质干细胞移植,在心肌梗死周边区分5点迅速注射骨髓间充质干细胞;正常移植组于左心室前壁心外膜下进行注射,方法及注射量同心肌梗死移植组。移植后4 d,取大鼠心脏行冰冻切片,荧光显微镜观察绿色荧光蛋白标记的骨髓间充质干细胞存活与分布,免疫荧光染色检测骨髓间充质干细胞心肌特异性蛋白的表达。 结果与结论：心肌梗死移植组模型存活率为80%,正常移植组存活率为93%。移植后4 d,移植区可见大量骨髓间充质干细胞,呈带状分布,排列方向与心肌纤维一致,并表达缝隙连接蛋白Connexin43和肌球蛋白重链MYH。结果提示：在非人工通气条件下,快速、简单、有效地建立了大鼠心肌内干细胞移植模型。     

经5-氮胞苷诱导后的骨髓间充质干细胞心肌移植后对心功能的影响

背景：骨髓间充质干细胞具有多分化潜能,但其在体外经5-氮胞苷诱导后移植于急性心肌梗死大鼠中,能否改善近期及远期的心功能,目前尚不明确。 目的：观察兔骨髓间充质干细胞移植入急性心肌梗死组织后对心功能的影响。 方法：分离培养兔骨髓间充质干细胞,5-氮胞苷诱导4周后,体外DAPI标记。新西兰兔随机均分3组,假手术组：打开胸腔1 h后缝合胸腔;骨髓间充质干细胞组：于冠状动脉结扎建立急性心肌梗死模型后1 h在梗死周边区用微量注射器分4点注射诱导后的自体骨髓间充质干细胞;急性心肌梗死组：造模后于相同部位注射等量生理盐水。移植后3 d,4周超声心动图检测各组大鼠左室舒张末期容积,左室收缩末期容积及射血分数变化。 结果与结论：荧光显微镜观察发现,骨髓间充质干细胞组移植后3 d,4周心脏标本中均发现有DAPI标记的阳性细胞,呈散在分布于瘢痕周边区并沿心肌纤维排列方向走行。移植后3 d,骨髓间充质干细胞组与急性心肌梗死组相比,左室舒张末期容积、左室收缩末期容积及射血分数无明显差异,心功能没有明显的改善;移植4周后,骨髓间充质干细胞组与急性心肌梗死组相比,射血分数明显提高,左室舒张末期容积、左室收缩末期容积明显降低。     

骨髓间充质干细胞移植修复肾损伤

背景：研究发现外源性骨髓间充质干细胞能够定居于肾脏并且分化为肾脏细胞，参与损伤肾组织的修复，但对其修复作用途径尚无公认。 目的：探讨外源性骨髓间充质干细胞移植对肾损伤的可能治疗作用。 设计、时间及地点：细胞学体内实验，于2007-03/09在南昌大学泌尿外科研究所完成。 材料：清洁级SD大鼠56只。雄鼠8只用于制备骨髓间充质干细胞，雌鼠48只随机分为细胞移植组、模型对照组、假手术组，16只/组。荧光染料DAPI为Biotium Inc产品，蓖麻血凝素为Vector Laboratories产品，BrdU为Sigma产品。 方法：以密度梯度离心法分离鼠骨髓间充质干细胞，加入DAPI进行标记，调整细胞数为1.5×1010 L-1。细胞移植组、模型对照组建立缺血再灌注肾损伤模型，假手术组开腹后不予结扎肾血管。缺血45 min后，细胞移植组经下腔静脉注入用DAPI标记的骨髓间充质干细胞悬液1 mL，模型对照组、假手术组输入1 mL无菌生理盐水。移植后各组每天腹腔注射BrdU，其后留取血标本和肾组织。 主要观察指标：荧光显微镜及免疫组织化学染色观察移植细胞在肾组织中的分布，采用能与肾小管内腔壁特异结合的蓖麻血凝素鉴定移植细胞的分化，以免疫组化方法检测Brdu反映肾组织细胞的增殖状况，检测血清肌苷、尿素氮水平。 结果：移植后第3天可见少量DAPI阳性细胞，第4天DAPI阳性细胞数明显增加（P < 0.05），且多数DAPI标记细胞能结合蓖麻血凝素，DAPI阳性细胞主要分布于肾脏外髓质肾小管中，肾皮质和内髓质阳性细胞很少，而肾小球内则未见DAPI阳性细胞。假手术组肾组织细胞增殖非常弱，移植后第4天Brdu阳性细胞数明显低于模型对照组（P < 0.05）；移植后第2，3，4天细胞移植组Brdu阳性细胞均明显多于模型对照组（P < 0.05），其分布类似于DAPI阳性细胞。与模型对照组比较，细胞移植组大鼠血清尿素氮水平移植后第1，2天明显降低（P < 0.05）；细胞移植组大鼠血清肌苷水平移植后第1，2，3天均显著降低（P < 0.05）。 结论：移植的外源性骨髓间充质干细胞能够迁移、定居于缺血再灌注损伤后的肾组织中并分化为肾小管上皮细胞；骨髓间充质干细胞移植可促进损伤肾脏本身的细胞增殖再生；对肾损伤后早期肌苷、尿素氮的升高具有一定抑制作用，这种早期对肾功能的保护与其迁移定居到肾脏局部、分化修复损伤的肾小管无关。     

骨髓间充质干细胞移植对心肌梗死后炎性细胞因子表达的调节*☆

目的：近来研究表明，骨髓间充质干细胞具有独特的免疫调节特性，实验拟观察骨髓间充质干细胞移植对梗死心脏炎性细胞因子表达的影响，以进一步认识干细胞治疗心肌梗死的可能机制。 方法：实验于2006-11/2007-08在中南大学湘雅二医院心内科实验室和实验动物中心完成。①实验材料：清洁级SD大鼠由中南大学湘雅二医院实验动物中心提供，实验过程中对动物处置符合动物伦理学标准。②实验方法：提取体质量120~150 g SD大鼠骨髓间充质干细胞，以溴脱氧尿嘧啶核苷标记。取体质量180~200 g 雄性SD大鼠，结扎冠状动脉前降支建立心肌梗死模型，将模型随机分为3组：假手术组：仅穿线不接扎血管；PBS溶液注射组：模型制作成功即刻心外膜注射PBS液；干细胞移植组：模型制作成功即刻心外膜注射溴脱氧尿嘧啶核苷标记的骨髓间充质干细胞，每组8只。③实验评估：于术后1 ，28 d行心脏超声检测，测量大鼠射血分数、左室短轴缩短率和左室舒张末期直径以评价心脏功能，并进行免疫组织化学和western blot检测，分析移植细胞存活和炎性细胞因子的表达情况。 结果：24只建模成功大鼠均进入结果分析。①术后28 d，心脏超声检测显示与注射PBS溶液相比，移植骨髓间充质干细胞可以延缓心室重构，改善心功能[射血分数：（30.76±3.39）%，（24.06±4.71）%，P < 0.05；左室短轴缩短率：（29.33±4.87）%，（23.05±3.94）%，P < 0.05；左室舒张末期直径：（6.45±0.47）mm，（7.81±0.31）mm，P < 0.05] 。②免疫组织化学检测显示，心肌梗死后即刻心外膜移植的骨髓间充质干细胞可以在宿主体内存活。③ 与注射PBS溶液相比，骨髓间充质干细胞移植可以明显降低肿瘤坏死因子α、白细胞介素6表达（P < 0.05） ，同时增加白细胞介素10表达（P < 0.05) 。western blot检测与免疫组织化学结果一致。 结论：骨髓间充质干细胞移植可以延缓心肌梗死大鼠心室重构，同时下调大鼠梗死心脏促炎细胞因子肿瘤坏死因子α和白细胞介素6表达，上调抗炎细胞因子白细胞介素10表达。     

双重荧光标记验证静脉移植碱性成纤维细胞生长因子基因修饰骨髓间充质干细胞在脑缺血模型大鼠脑内的存活及分化

背景：碱性成纤维细胞生长因子可以促进骨髓间充质干细胞的增殖和向神经细胞方向分化，并被认为是胶质细胞的分裂原。 目的：以双重荧光标记验证静脉移植碱性成纤维细胞生长因子基因修饰的骨髓间充质干细胞在脑缺血模型大鼠脑内的存活及分化情况，及其向神经元样细胞和神经胶质细胞分化的趋势。 设计、时间及地点：随机对照动物实验，于2005-07/2006-03在中南大学实验动物中心实验室完成。 材料：选用50只SD大鼠，按随机数字表法分为4组：假手术组（n=10），脑缺血/再灌注损伤模型组（n=10），骨髓间充质干细胞治疗组（n=15），碱性成纤维细胞生长因子基因修饰的骨髓间充质干细胞治疗组（n=15）。 方法：除假手术组外，其余3组制备局灶性脑缺血再灌注模型。分别将骨髓间充质干细胞或碱性成纤维细胞生长因子基因修饰的骨髓间充质干细胞通过静脉移植至实验性脑缺血大鼠体内，脑缺血再灌注损伤组大鼠注入相同体积的DMEM培养基。 主要观察指标：应用5-溴-2-脱氧尿苷-神经元特异核蛋白及5-溴-2-脱氧尿苷-胶质纤维酸性蛋白双重荧光标记法观察移植细胞在脑内的存活和分化情况，比较各组大鼠脑缺血后的神经功能评分及脑梗死体积变化。 结果：移植7 d后，碱性成纤维细胞生长因子基因修饰的骨髓间充质干细胞组大鼠脑内5-溴-2-脱氧尿苷阳性细胞数、5-溴-2-脱氧尿苷-神经元特异核蛋白双标阳性细胞数均高于骨髓间充质干细胞治疗组（P < 0.05），两组间5-溴-2-脱氧尿苷-胶质纤维酸性蛋白双标阳性细胞数差异无显著性意义（P > 0.05）。再灌注7 d后，静脉移植骨髓间充质干细胞和碱性成纤维细胞生长因子基因修饰的骨髓间充质干细胞均能改善脑缺血后大鼠的神经功能、减少脑梗死体积，碱性成纤维细胞生长因子基因修饰的骨髓间充质干细胞的作用明显优于骨髓间充质干细胞。 结论：碱性成纤维细胞生长因子诱导的骨髓间充质干细胞静脉移植后可在脑内缺血区存活，并分化为比例更合适的神经元和神经胶质细胞，发挥神经修复作用。