骨髓间充质干细胞治疗实验性肺动脉高压大鼠的疗效观察

目的:探讨骨髓间充质干细胞(MMSCs)移植治疗大鼠实验性肺动脉高压(PAH)的疗效及血流动力学指标的变化.方法:取SD大鼠的骨髓,经贴壁筛选法体外培养并纯化MMSCs,移植前采用Hoechst 33342荧光染料标记;实验动物随机分为3组:MMSCs移植组(M组),单纯肺动脉高压组(H组)和正常对照组(N组);M组采用野百合碱(50 mg/kg)注射复制PAH模型成功后3周,经舌下静脉移植5×106/ml的MMSCs细胞悬液1 ml;H组复制PAH模型后3周,移植1 ml L-DMEM细胞培养液,C组不作任何处理;饲养4周后,观察各组动物动脉血气指标、右心室收缩压、右心指数及肺小动脉血管的变化.结果:H组大鼠注射野百合碱21d后,右心室收缩压、右心指数、管壁中膜厚度明显增高,但管腔面积与血管总面积比值及动脉血pH值、PaO2、HCO3-明显下降;M组移植MMSC 28 d后,较H组右心室收缩压明显降低[移植组为(32.0±2.32)mmHg,模型组为(48.30±1.56)mmHg],右心指数下降[移植组为(38.80±3.24)%,模型组为(45.10±3.43)%,两组相比P<0.05],血气分析结果显示M组pH值、PaO2、HCO3-值接近正常对照组;荧光显微镜观察到M组荧光标记的MMSCs在肺内定植且分化成大量的侧枝循环,肺动脉重构得到有效逆转.结论:MMSCs移植可有效减轻甚至逆转野百合碱诱导的肺动脉高压的进程,明显改善心功能及血流动力学指标.     

血管内皮生长因子基因转染的骨髓间充质干细胞移植对大鼠肺动脉高压的治疗作用

目的 探讨血管内皮生长因子(VEGF)基因转染的骨髓间充质干细胞(MMSC)移植治疗肺动脉高压(PH)的疗效和机制.方法 体外分离培养SD大鼠MMSC,将含有增强型绿色荧光蛋白的VEGF质粒转进MMSC.将SD大鼠随机分为4组:正常对照组、PH模型组;MMSC移植组,转基因移植组.一次性项背部皮下注射野百合碱(50 mg/kg),复制PH模型,观察21 d后,MMSC移植组及转基因移植组分别给予浓度为5×106个细胞/ml和5×105个细胞/ml的MMSC悬液1 ml静脉注射,模型组及正常组均给予等量L-DMEM液注射.移植后30 d,观察4组大鼠一般情况、生存率、右心室收缩压(RVSP)、右心室肥大指数(RVH)、血气及肺小动脉的微观结构变化.结果 移植后30 d,MMSC移植组及转基因移植组大鼠的RVSP分别为(30.2 ±2.1)和(29.2±1.1)mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa),RVH分别为(37.9 ±3.2)%和(27.2±3.4)%,肺小动脉中膜厚度(MT)分别为(21.3±3.4)和(14.3±2.8)μm,肺小动脉管腔横截面积与血管总横截面积的比值(V/T)分别为(39.3 ±4.3)%和(43.0 ±1.5)%.上述指标与PH模型组相比差异均有统计学意义(P<0.01);其中MMSC移植组与转基因移植组间RVH、MT及V/T的差异有统计学意义(P<0.05).另外,MMSC移植组与转基因移植组动脉血气各指标较PH模型组均明显改善(P<0.05).同时观察到肺内损伤血管修复和血管新牛现象.结论 转染有VEGF165基因的MMSC移植可有效减轻并逆转野百合碱诱导的PH进程,此作用较单纯移植MMSC的治疗效果更加明显.其作用机制可能与血管修复及血管新生有关.     

骨髓间质干细胞移植治疗缺血性卒中

骨髓基质细胞内有一类具有多向分化潜能的千细胞称作间质干细胞（Mesenchymal Stem Cells,MSC），MSC在体内或体外（在诱导剂的诱导下）可转化为神经元和星形胶质细胞等。MSC治疗卒中目前还处于动物实验阶段，其可能的机制为：（1）MSC在新环境下表达神经细胞表型替代损伤细胞，（2）可分泌促进神经功能恢复的各种因子；（3）有新生血管生成。     

骨髓间充质干细胞移植治疗实验性大鼠肺动脉高压损伤的作用

目的 探讨骨髓间充质干细胞(MSCs)移植治疗肺动脉高压(PAH)致右心室损伤的作用效果及其机制,观察MSCs移植后存活及转化情况。方法 取SD大鼠骨髓,经贴壁筛选法体外培养并纯化MSCs,CM DiI荧光染料标记后备用。将实验动物随机分为MSCs移植治疗组(MSCs组)、肺动脉高压模型组(PAH组)和生理盐水阴性对照组(对照组),每组10只。MSCs组和PAH组大鼠皮下注射野百合碱(MCT)建立肺动脉高压模型,对照组皮下注射等量0.9%生理盐水代替MCT;1周后MSCs组大鼠经舌下静脉注射MSCs细胞悬液1mL,对照组及PAH组注射等量低糖DMEM液。移植3周后荧光显微镜下观察MSCs体内存活及转化情况,并对右心室(RV)肥厚和右心室收缩压(RVSP)升高情况进行评价。结果 MSCs在大鼠体内能存活至少3周,荧光显微镜可见MSCs转化为血管平滑肌细胞,与PAH组相比,MSCs组RVSP及RV质量与体质量比值明显降低。结论 静脉移植MSCs可明显减轻甚至逆转MCT诱导的肺动脉高压的进程,改善心功能及血流动力学指标,其机制可能是通过旁分泌作用实现的。     

骨髓间质干细胞移植后大鼠缺血心肌的超微结构观察

目的观察骨髓间质干细胞（MSCs）移植后大鼠缺血心肌组织的超微结构改变。方法体外培养、纯化SD大鼠的骨髓MSCs，4’6-二脒-2-苯基吲哚（DAPI）标记，经尾静脉注射移植治疗大鼠急性心肌缺血，移植后1周和8周荧光显微镜下检测心肌组织中DAPI阳性细胞，透射电镜观察心肌组织的超微结构改变。结果MSCs经传代培养至第3代后，均一性好．细胞移植后1周和8周，移植组的心肌组织中可见呈蓝色细胞核的DAPI阳性细胞．而对照组未发现阳性细胞．移植后1周，心肌组织的超微结构观察发现移植组的心肌梗死周边区域可见少量细胞．其形态类似于体外培养的骨髓MSCs；移植后8周，移植组梗死周边可见大量的毛细血管，其内皮细胞细胞“芽生”分割管腔开始形成新的血管，还可见少量“不成熟”的心肌细胞。结论骨髓MSCs通过血液循环可向缺血心肌组织归巢并促进血管和心肌组织的再生。     

骨髓间充质干细胞移植治疗大鼠实验性心肌梗死

目的：研究骨髓间充质干细胞（MMSCs）移植治疗大鼠实验性心肌梗死（MI）远期疗效是否稳定。方法：采用开胸结扎冠状动脉左前降支（LAD）的方法制作MI动物模型,造模成功后12~14 d经舌下静脉移植已转染增强型绿色荧光蛋白（pEGFP-C1）的MMSCs,分4周及8周两时段检测动物的体重变化、血流动力学、组织病理学、微血管密度并用荧光显微镜观察。结果：无论在4周还是8周移植组体重较同期模型组体重显著增加,移植组心率（HR）较同期模型组显著下降。4周时移植组动脉收缩压（SBP）、动脉舒张压（DBP）及平均动脉压（MAP）较模型组无明显改变,8周时则较模型组显著增高。心脏组织病理学改变：4周时移植组较模型组心梗形态学改变减轻,8周时则进一步减轻。荧光显微镜下可见移植组MI边缘区域新生的微血管内皮细胞上有绿色荧光表达;移植组的微血管密度较同期模型组的微血管密度明显增高。结论：MMSCs移植可较为有效地改善大鼠实验性MI后心功能状况,远期疗效也较为稳定。     

骨髓间质干细胞移植后大鼠缺血心肌的超微结构观察

目的 观察骨髓间质干细胞(MSCs)移植后大鼠缺血心肌组织的超微结构改变。方法 体外培养、纯化SD大鼠的骨髓MSCs,4’6-二脒-2-苯基吲哚(DAPI)标记,经尾静脉注射移植治疗大鼠急性心肌缺血,移植后1周和8周荧光显微镜下检测心肌组织中DAPI阳性细胞,透射电镜观察心肌组织的超微结构改变。结果 MSCs经传代培养至第3代后,均一性好。细胞移植后1周和8周,移植组的心肌组织中可见呈蓝色细胞核的DAPI阳性细胞,而对照组未发现阳性细胞。移植后1周,心肌组织的超微结构观察发现移植组的心肌梗死周边区域可见少量细胞,其形态类似于体外培养的骨髓MSCs;移植后8周,移植组梗死周边可见大量的毛细血管,其内皮细胞细胞“芽生”分割管腔开始形成新的血管,还可见少量“不成熟”的心肌细胞。结论 骨髓MSCs通过血液循环可向缺血心肌组织归巢并促进血管和心肌组织的再生。     

异体骨结合骨髓间质干细胞移植治疗骨缺损的动物实验

【目的】研究使用异体骨混合骨髓间质干细胞移植治疗骨缺损的可行性及动物实验初步结果。【方法】将15只新西兰白兔双侧桡骨造成1 cm骨缺损模型,随机选择同一只动物的一侧为实验侧,自体配对的另一侧为对照侧。将表面脱钙的同种异体骨和来源于受体的体外培养增殖的骨髓间质干细胞混合植入实验侧骨缺损,对照侧仅植入同样制作的异体骨。12周后,进行X线检查、生物力学检查和组织学检查,将结果进行对比。【结果】动物在术后12周,实验侧X线片光密度测量结果,破坏载荷时扭矩和扭角测量结果均优于对照侧;组织学评分中,实验侧骨痂量评分优于对照侧,骨连接成熟程度和骨髓发育程度两者没有明显差异。【结论】骨髓间质干细胞可以促进异体骨在移植后的成骨作用,在增多成骨量的同时不影响骨组织发育。     

经静脉移植骨髓间质干细胞治疗脑梗死

目的 观察经静脉移植骨髓间质干细胞(MSC)治疗脑梗死时神经功能缺损的恢复情况,以及MSC在脑梗死灶的分布、迁移与分化情况.方法 经尾静脉将标记的大鼠骨髓间质干细胞(rMSC)或磷酸缓冲液(PBS)植入脑梗死鼠体内,于不同时程对动物神经功能状况进行评分.应用荧光标记及免疫组织化学方法检测移植细胞在脑内存活、迁移及分化情况,细胞化学染色观察rMSC体外分化情况.结果 与PBS组相比,rMSC组大鼠神经功能改善明显(P＜0.001),在显微镜下可见脑移植细胞在梗死区及其周边区聚集并存活,有部分植入细胞分化表达神经细胞表面标志物,而在体外同时程培养的rMSC未见类似分化表达.结论 rMSC经静脉移植后能够在宿主脑内存活、迁移并分化表达神经细胞表型,有促进脑梗死后神经功能恢复的作用.经静脉路移植可以避免脑组织损伤,同时植入的rMSC能更均匀分布并聚集在脑梗死灶.     

体外培养大鼠骨髓间质干细胞的超微结构

[目的]研究体外培养大鼠骨髓间质干细胞的超微结构。[方法]采用常规技术对SD鼠骨髓间质干细胞进行体外培养传代、鉴定、诱导分化和透射电镜分析。[结果]流式细胞仪检测,细胞表达CD29和CD44,不表达CD11b和CD45;经5-氮杂胞苷和两性霉素B诱导分化后结蛋白和肌球蛋白染色阳性。透射电镜观察有巨噬样、内皮样和成纤维样三类基本细胞,巨噬样细胞表面有胞质突起,胞浆含电子密度高的结晶样包涵体;内皮样细胞靠胞膜边有吞饮小泡,胞浆中有电子密度高的内皮特殊小体;成纤维样细胞呈梭形,较幼稚,细胞器简单,有丰富的糖原和核糖体;经诱导分化的肌样细胞胞浆靠胞膜缘可见无细胞器的条状肌丝区带;细胞间存在胞膜局部紧密连接和胞质突起接合。[结论]传代贴壁生长的为骨髓间质干细胞;超微结构分析显示早期幼稚细胞发育的特征,但各有特点;在不同培养条件诱导下,细胞具备向肌肉和脂肪组织分化的潜能。本研究为进一步了解和掌握骨髓间质干细胞的生物学特性和临床应用打下基础。     

5-溴脱氧尿嘧啶核苷标记骨髓间充质干细胞的技术探讨

①目的 探讨5-溴脱氧尿嘧啶核苷(BrdU)标记骨髓间充质干细胞的可行性。②方法 利用密度为1．073g／mL的Percoll分离骨髓的单核细胞，以含10％胎牛血清的低糖DMEM培养基培养与扩增MSCs细胞，纯度可达95％左右。用BrdU标记骨髓间充质干细胞24、48、72和96小时后的检测标记率。③结果 随着标记时间的延长，标记率逐渐增高，标记72小时后标记率在85％以上。④结论 用BrdU标记骨髓间充质干细胞的最佳时间是72小时，最佳浓度为10μg／mL。     

骨髓间充质干细胞体外诱导分化为心肌细胞的初步实验观察

目的体外培养并诱导大鼠骨髓间充质干细胞(MSCs)分化为心肌细胞。方法采用密度梯度离心法和贴壁培养法分离、纯化大鼠骨髓MSCs,在第3代细胞以5-氮杂胞苷进行诱导,用免疫细胞化学的方法鉴定肌细胞及心肌细胞特异蛋白的表达。结果诱导后细胞体积较诱导前增大,而且更加细长,呈长梭形。14d细胞之间出现连接,排列方向渐趋一致。免疫细胞化学染色显示Desmin,α-SarcomericActin和心肌特异性cTnI呈阳性反应。结论MSCs可能具有表达心肌细胞的特异性启动或分化调控基因,5-氮杂胞苷能在体外诱导MSCs向心肌细胞分化。     

人类胎儿骨髓间充质干细胞的白细胞抗原表达特征

目的:对体外培养不同代数流产胎儿骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,MSCs)的人类白细胞抗原Ⅰ类(human leukocyte antigen,HLA-Ⅰ)和HLA-Ⅱ类抗原表达情况以及经过不同浓度干扰素γ(IFN-γ)作用后HLA-Ⅰ类和HLA-Ⅱ类抗原的表达变化进行观察,为建立干细胞库进行细胞移植提供体外实验证据.本研究经北京大学医学部伦理委员会批准.方法:胎儿MSCs取自23～24周流产胎儿,体外培养后取第5和第12代的细胞,流式细胞仪分析HLA-Ⅰ类和HLA-Ⅱ类抗原的表达水平.经过终质量浓度为5 μg/L或50 μg/L的IFN-γ处理后,于24,48,72,96,120 h 检测HLA-Ⅰ类和HLA-Ⅱ类抗原的表达;并用RT-PCR方法定性分析第13代细胞HLA-E和HLA-G的mRNA表达.结果:胎儿骨髓MSC表达HLA-Ⅰ类抗原,几乎不表达HLA-Ⅱ类抗原.IFN-γ可以上调MSCs的HLA-Ⅰ类和HLA-Ⅱ类抗原.流式细胞分析显示HLA-Ⅰ类抗原阳性细胞占总细胞的比例超过50%,但HLA-Ⅱ类抗原阳性细胞不到10%.经过50 μg/L的IFN-γ处理后,第5代细胞HLA-Ⅰ类抗原阳性细胞百分率及荧光强度与未经处理的细胞相比明显增加,且荧光强度随时间延长呈现递增趋势.第12代细胞HLA-Ⅰ类抗原阳性细胞百分率及荧光强度的上调幅度明显低于第5代细胞.相同浓度IFN-γ(50 μg/L)作用于第5代和第12代细胞均可上调HLA-Ⅱ类抗原,第5代细胞于48 h开始上调(59.9%),第12代细胞于72 h开始上调(48.1%).第12代细胞HLA-Ⅱ类抗原上调幅度低于第5代细胞.不同浓度IFN-γ(5 μg/L和50 μg/L)处理后,HLA-Ⅰ类抗原和HLA-Ⅱ类抗原阳性细胞百分率均明显增加.RT-PCR结果显示,胎儿骨髓MSCs有HLA-E和HLA-G抗原的mRNA水平表达.结论:胎儿骨髓MSCs可以被IFN-γ诱导上调HLA-Ⅰ类和HLA-Ⅱ类抗原表达.体外培养传代能减低IFN-γ作用后的抗原上调幅度.胎儿骨髓MSCs具有HLA-E和HLA-G抗原的mRNA的表达.     

携带肝细胞生长因子基因的骨髓间充质干细胞移植对肺动脉高压大鼠治疗作用初探

目的 研究携带肝细胞生长因子(hepatocyte growth factor,HGF) 基因的骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs) 移植对肺动脉高压大鼠血流动力学指标的变化.方法 取3 周龄雄性SD 大鼠骨髓体外培养并纯化MSCs,利用腺病毒(adenovirus,Ad) 介导的基因转染方法,将HGF 基因导入MSCs.将SD 大鼠30 只随机分为3 组(n=10):肺动脉高压组(PAH,P 组):采用腹腔注射野百合碱(60mg/kg) 复制PAH 模型后,经颈内静脉移植1ml 低糖伊戈尔培养基(L-DMEM) ;携带空腺病毒载体骨髓间充质干细胞移植组(MSCs,M 组):复制PAH 模型后,移植5×106/L 空腺病毒载体转染的MSCs 细胞悬液1ml ;腺病毒介导HGF 基因转染的骨髓间充质干细胞移植组(HGF,H 组):复制PAH 模型后,移植5×106/L 腺病毒介导HGF 基因转染的MSCs 细胞悬液1ml.观察各组大鼠血流动力学变化、右心室肥大指数(RV/LV 比值) 以及血浆中ET-1的水平.结果 肺动脉高压大鼠治疗3 周后,实验各组动脉血压(BP) 无明显差异;H 组肺动脉收缩期压力(pulmonary arterysystdic pressure,PASP) 和平均肺动脉压(mean pulmonary arterial pressure,mPAP)(37.227 2±5.381 60,25.693 5±1.446 33)均较P 组(45.069 0±7.177 97,30.800 2±1.256 15) 和M 组(44.142 0±6.673 75,30.359 1±1.172 52) 显著下降(P<0.05) ;H组RV/LV 比值(42.200 0±8.060 59) 较P 组(46.858 0±8.241 61) 和M 组(46.750 0±10.420 14) 有所下降,但无统计学差异;H 组血浆中ET-1 含量(23.862 70±7.426 76) 较P 组(28.372 0±4.402 75) 和M 组(31.849 0±7.547 13) 均有所下降,但仅较M 组有统计学意义(P<0.05).结论 携带HGF 基因的骨髓间充质干细胞移植治疗法可在不影响全身血流动力学基础上,显著降低肺动脉高压大鼠的肺动脉收缩压和肺动脉平均压,改善大鼠肺血管的血流动力学,并降低血浆中内皮素-1 含量,从而起到保护血管内皮细胞、拮抗血管收缩作用.     

人骨髓间充质干细胞端粒酶活性的表达

目的:探讨人骨髓间充质干细胞(human mesenchymal stem cells,hMSCs)端粒酶活性的表达以及深低温冻存和向脂肪细胞诱导分化对基因表达的影响.方法:联合应用密度梯度离心法和贴壁培养法分离人hMSCs,传代培养.深低温冻存hMSCs或诱导其向脂肪细胞分化,以TRAP(Telomerase repeat amplification protocol assay) 法分别检测新鲜的不同传代次数的hMSCs、冻存复苏后培养的hMSCs和诱导分化为脂肪细胞的hMSCs的端粒酶活性.结果:用TRAP法检测hMSCs(n=19)端粒酶活性(RTA)是(1.46±0.67)%,分化成脂肪的hMSCs(n=3)的RTA为(11.80±2.52)%(P<0.001);不同传代次数MSCs端粒酶活性的比较中,早期hMSCs(n=10)的RTA为(1.46±0.83)%,晚期hMSCs(n=9)的RTA为(1.46±0.47)%(P=0.99);在低温冻存对hMSCs端粒酶活性的影响中,新鲜的hMSCs(n=13)的RTA为(1.41±0.44)%,低温冻存的hMSCs(n=6)的RTA为(1.57±1.07)%(P=0.64).结论:hMSCs的端粒酶呈阴性,传代培养和低温冻存不影响基因表达水平.向脂肪细胞分化后hMSCs端粒酶活性表达水平增高,其确切机制尚需进一步研究.     

兔骨髓间充质干细胞移植治疗心肌梗死的实验研究

目的:探讨骨髓间充质干细胞(mesenehymal stem cells,MSCs)移植对兔心肌梗死(myoeardial infarction,MI)的治疗作用。方法:大耳白兔38只,2只用于提供MSCs,余36只随机分为对照组、MI组和MSCs移植组。采用结扎左冠状动脉前降支方法制作MI模型,在MI后1小时将DAPI标记的MSCs移植至梗死区,对照组注射等量PBS。术前、术后2周、4周分别做超声心动图检查其心功能变化。术后4周处死兔.取心梗区组织进行组织学观察。结果:心梗4周后,MSCs组心肌组织冷冻切片中可以观察到DAPI标记细胞存在。MSCs组心功能和毛细血管密度与MI组比较差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:经5-aza诱导的MSCs同种异体移植入兔MI模型的受损心肌后能存活并改善宿主的心功能。     

自体骨髓间充质干细胞经皮注射修复骨缺损的实验研究

目的 比较骨髓间充质干细胞(BMSCs)、成骨诱导后的BMSCs以及二者联合经皮移植后体内成骨能力的差异,为骨组织工程选择种子细胞提供依据.方法 取第2代BMSCs进行成骨诱导.分别将BMSCs、成骨诱导的BMSCs、BMSCs联合成骨诱导后的BMSCs、生理盐水经皮注入兔桡骨中段骨缺损处.通过组织学、放射学、生物力学方法在不同时相比较骨缺损区修复情况.结果 BMSCs与成骨诱导后的BMSCs联合移植组在12周内骨缺损区新生骨的数量和质量显著优于BMSCs移植组和成骨诱导的BMSCs移植组(F=226.6,P＜0.01),空白组骨缺损主要由纤维结缔组织填充.结论 BMSCs与成骨诱导后的BMSCs联合移植存在协同效应,具有更强的成骨能力,可作为种子细胞应用于骨组织工程.     

大鼠骨髓间充质干细胞定向诱导为血管内皮样细胞

①目的探讨体外分离和纯化大鼠骨髓间充质干细胞体外定向诱导分化为血管内皮样细胞及其为组织工程血管的构建提供种子细胞的可能性。②方法收集大鼠股骨骨髓血。进行体外扩增培养成纯化的间充质干细胞，取第4—6代生长状态良好的间充质干细胞，用含40ng／mL内皮细胞生长因子（vascular endothelial prowth factor，VEGF）培养液诱导细胞，利用免疫组织化学观察vWF的表这。③结果通过离体培养可使体内环境下低农度的骨髓间充质干细胞实现数目扩增；诱导14天后实验组细胞vWF强阳性表达，接近汇合的细胞外观呈现特征性的鹅卵石样形态。对照组细胞vWF呈阴性表达。④结论体外可以获得足够量的较为单一、具有较强增殖能力的间充质干细胞，而间充质干细胞可以在体外定向分化为具有内皮血管细胞特性的细胞。