高表達(dá)CXCR7的MSC向ARDS肺組織歸巢及其肺保護(hù)作用的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、目的:
　　探討高表達(dá)趨化因子受體7(CXCR7)是否有利于增加間充質(zhì)干細(xì)胞(MesenchymalStem Cells，MSCs)向急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)小鼠損傷肺組織的歸巢，從而有利于肺組織炎癥反應(yīng)的控制，促進(jìn)MSC的肺保護(hù)作用。
　　方法:
　　將90只C57BL/6小鼠隨機(jī)分為Control組(NS+PBS)，ARDS組(LPS+PBS)，MSC組(LPS+MSC)，MSC-GFP組(LPS+MSC-G

2、FP)及MSC-CXCR7組(LPS+MSC-CXCR7，CXCR7基因通過慢病毒載體介導(dǎo)轉(zhuǎn)染至MSC)。氣道內(nèi)滴入5mg/kg的脂多糖(LPS)復(fù)制ARDS小鼠模型，造模4h后按分組給予尾靜脈注射等量的生理鹽水或含MSC的細(xì)胞懸液，30min、24h及72h后觀察以下指標(biāo):1)MSC向肺組織的歸巢比較:采用近紅外離體肺組織成像、肺組織熒光鏡檢直接觀察，應(yīng)用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)檢測肺組織相關(guān)粘附因子如血管細(xì)胞粘附分子-1(VC

3、AM-1)及重組人膠原蛋白-1(COL-1)的含量，從器官、組織及分子水平進(jìn)行綜合評價(jià);2）小鼠肺損傷嚴(yán)重程度的比較:各時(shí)間點(diǎn)處死小鼠留取肺組織，觀察大體病理損傷情況，HE染色行組織病理學(xué)檢查并進(jìn)行肺損傷評分，計(jì)算肺濕重/體重比評價(jià)肺水腫程度;3）肺組織局部炎癥反應(yīng)的比較:通過ELISA法檢測肺組織中抑炎因子IL-10及促炎因子TNF-α的濃度反映。
　　結(jié)果:
　　1、本實(shí)驗(yàn)共分5組3個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)間點(diǎn)(n=6)，處死小鼠留取肺

4、組織行病理學(xué)檢查，觀察結(jié)果表明氣道滴入LPS后肺間質(zhì)和肺泡明顯出血水腫、大量炎性細(xì)胞浸潤，肺泡結(jié)構(gòu)破壞萎陷，提示均成功建立ARDS模型。
　　2、各組MSC向ARDS小鼠損傷肺組織歸巢的比較:1）近紅外離體器官成像結(jié)果表明，與Control組相比，經(jīng)小鼠尾靜脈給予MSC-GFP治療后30min即可在肺組織內(nèi)觀察到明顯的熒光信號，24h熒光信號達(dá)峰值，72h有所降低;在給予高表達(dá)CXCR7的MSC治療后定性觀察及定量分析肺組織中熒光

5、信號強(qiáng)度，結(jié)果表明MSC-CXCR7組在24h及72h的信號均比MSC-GFP組顯著增強(qiáng)(24h:301.62±187.12 vs.71.75±32.37 scaled counts/mm2,＃p＜0.05;72h:217.02±126.38 vs.67.08±26.44 scaled counts/mm2，#p＜0.05）;2）肺組織熒光鏡檢定性觀察結(jié)果表明，在MSC-GFP移植入小鼠體內(nèi)后的24h即可見表達(dá)綠色熒光蛋白的MSC，72

6、h后熒光信號有所減弱;然而MSC-CXCR7組小鼠在24h及72h肺組織內(nèi)觀察到的熒光信號均比MSC-GFP組更強(qiáng);3)ELISA法檢測小鼠肺組織中與MSC歸巢相關(guān)的粘附因子水平結(jié)果表明，Control組小鼠肺內(nèi)VCAM-1濃度較低，在ARDS模型成功構(gòu)建后的24h及72h，其濃度有所升高，給與MSC-GFP治療后肺組織內(nèi)VCAM-1水平進(jìn)一步升高，與之相比，給與MSC-CXCR7治療的小鼠肺內(nèi)粘附因子水平升高程度更為顯著(24h:0.

7、873±0.021 vs.0.463±0.021ng/ml,p＜0.05;72h:1.340±0.141 vs.0.512±0.038 ng/ml,&p＜0.05）;各實(shí)驗(yàn)組小鼠肺組織內(nèi)COL-1水平變化趨勢與VCAM-1相同，在給予MSC-CXCR7治療后的24h及72h小鼠肺內(nèi)COL-1濃度較MSC-GFP組顯著升高(24h:1.738±0.247 vs.0.977±0.133ng/ml,p＜0.05;72h:4.137±0.386

8、 vs.3.597±0.197ng/ml,&p＜0.05）。
　　3、各組小鼠肺損傷程度的比較:肺組織大體及組織病理損傷結(jié)果顯示，高表達(dá)CXCR7的MSC治療較MSC-GFP更有利于減輕肺組織出血、炎細(xì)胞浸潤及透明膜形成，降低肺濕重/體重(24h:5.98±0.63 vs.7.33±0.53mg/g，&p＜0.05;72h:7.37±0.85 vs.8.97±1.25mg/g，&p＜0.05)及病理損傷評分(30min:10.20

9、±0.40 vs.11.80±0.78，&p＜0.05;24h:8.33±0.67 vs.12.87±0.38,§p＜0.001;72h:10.00±0.26 vs.14.00±0.72,§p＜0.001)。
　　4、各組小鼠肺部炎癥反應(yīng)程度的比較:ARDS組小鼠肺內(nèi)促炎因子TNF-α水平較Control組升高，而抑炎因子IL-10水平降低，當(dāng)給予MSC-GFP治療24h及72h后檢測到小鼠肺組織內(nèi)TNF-α濃度顯著降低，反而IL

10、-10水平有所升高，而在給予MSC-CXCR7治療后促炎因子TNF-α濃度較MSC-GFP組進(jìn)一步下降(24h:6.665±0.349 vs.9.963±0.382ng/ml，§p＜0.001;72h:7.592±0.434 vs.10.718±0.769ng/ml，§p＜0.001)，IL-10濃度則較MSC-GFP組顯著升高(24h:176.432±4.431 vs.148.082±4.469ng/ml，§p＜0.001;72h:1

11、76.300±2.508 vs.143.947±8.179ng/ml，&p＜0.05);并且在MSC-CXCR7治療72h后在小鼠肺組織內(nèi)檢測到的TNF-α濃度比治療24h更高($p＜0.05)。
　　結(jié)論:
　　MSC可向ARDS小鼠損傷的肺組織靶向歸巢，發(fā)揮明顯的調(diào)控炎癥及組織修復(fù)作用，改善內(nèi)皮功能，減輕肺損傷程度;高表達(dá)CXCR7則進(jìn)一步促進(jìn)了MSC向損傷肺組織的歸巢，較普通的MSC更有利于抑制局部炎癥反應(yīng)，從而充分發(fā)