骨髓來源細(xì)胞參與放創(chuàng)復(fù)合傷組織修復(fù)的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、核武器爆炸、核輻射事故和核恐怖襲擊等情況下，常發(fā)生放射損傷合并創(chuàng)傷的復(fù)合傷，稱為放創(chuàng)復(fù)合傷(Combined radiation and wound injury，CRWI)，平時(shí)亦可見于腫瘤手術(shù)放療患者。CRWI不同于單純放射損傷或單純機(jī)械創(chuàng)傷，具有“一傷為主”、“復(fù)合效應(yīng)”的特點(diǎn)，即放射損傷在整體臨床表現(xiàn)和病情發(fā)展中起主導(dǎo)作用，同時(shí)不同性質(zhì)損傷因素所引發(fā)的整體效應(yīng)不是單一傷的簡單相加，而是形成獨(dú)特的“復(fù)合效應(yīng)”。相同照射劑量條件下，

2、CRWI在分子水平、細(xì)胞水平、組織水平受到的損傷均不同于單純放射損傷，有其特有特點(diǎn)，整體傷情也變得更加復(fù)雜，更容易引起多臟器功能障礙和多器官功能衰竭，從而導(dǎo)致更高的死亡率。目前針對(duì)CRWI尚缺乏理想的治療方法。干細(xì)胞移植在再生醫(yī)學(xué)、組織工程學(xué)等領(lǐng)域的成功應(yīng)用為CRWI的治療開辟了新的思路。骨髓來源細(xì)胞(Bone marrow-derived cells，BMDCs)中含有多種不同類型的成體干細(xì)胞，其中造血干細(xì)胞(Hematopoieti

3、c stem cells，HSCs)可以治療輻射早期造成的造血功能損害，間充質(zhì)干細(xì)胞(Mesenchymal stem cells，MSCs)可通過多向分化和分泌多種細(xì)胞因子參與受損組織修復(fù)。國內(nèi)外實(shí)驗(yàn)研究表明，不同類型的BMDCs亞群，包括MSCs、HSCs、單核/巨噬細(xì)胞等均可參與放射損傷后的組織器官修復(fù)。以往有大量研究將骨髓來源干細(xì)胞應(yīng)用于放射損傷治療，在急性放射病患者治療中起了重要作用，但是對(duì)于BMDCs參與CRWI修復(fù)的作用和

4、機(jī)制研究很少，尚未完全闡明。據(jù)此，本課題首先研究了外源性BMDCs對(duì)CRWI的治療作用，進(jìn)而通過對(duì)BMDCs在小鼠CRWI模型中的定植分布特點(diǎn)和細(xì)胞表型的研究為CRWI治療提供依據(jù)。本課題主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　1.首先構(gòu)建C57BL/6J小鼠CRWI模型，通過尾靜脈移植同品系增強(qiáng)型綠色熒光蛋白(Enhanced green fluorescent protein，EGFP)轉(zhuǎn)基因小鼠骨髓來源細(xì)胞，檢測其對(duì)CRWI小鼠的治療

5、效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)BMDCs移植后7天、15天、30天外周血GFP+細(xì)胞占外周血全部有核細(xì)胞比率分別為54.5±7.0％，91.6±4.5％和90.9±3.1％。BMDCs移植有效緩解了CRWI造成的外周血細(xì)胞降低，多種臟器病理損害和體重下降等損傷效應(yīng)，并能促進(jìn)CRWI創(chuàng)面肉芽組織細(xì)胞增殖，新生血管形成以及膠原沉積和成熟，加快了創(chuàng)面的愈合速度。
　　2.進(jìn)一步研究了BMDCs在CRWI組織臟器中定植分布特點(diǎn)。構(gòu)建了CRWI、單純放射傷、單

6、純創(chuàng)傷等多種不同損傷模型，比較研究了不同損傷模型條件下BMDCs參與組織修復(fù)的情況。首先，通過活體流式細(xì)胞儀（In vivo flow cytometry，IVFC）檢測研究發(fā)現(xiàn)CRWI后或放射損傷后移植的BMDCs可以在受體外周血中長期穩(wěn)定存在并發(fā)生增殖，而在未受到放射損傷的動(dòng)物外周血中不能實(shí)現(xiàn)長期嵌合，移植18天即難以檢測到供體細(xì)胞;進(jìn)而，通過免疫組化染色我們發(fā)現(xiàn)，BMDCs移植后7天在受體骨髓、肝臟、肺臟、腸道、皮膚等多種器官組織

7、都有明顯定植，15天細(xì)胞定植數(shù)量進(jìn)一步增多，在30天時(shí)仍能檢測到大量外源性BMDCs定植，而非放射損傷動(dòng)物各臟器在7天以后僅有很少或難以檢出外源性BMDCs。此外，我們發(fā)現(xiàn)，CRWI后和單純放射傷后外源性BMDCs在腸道、皮膚創(chuàng)面中具有優(yōu)勢分布的特點(diǎn)，而且CRWI組的定植細(xì)胞明顯多于單純放射傷組。在此基礎(chǔ)上，我們進(jìn)一步檢測了腸道、皮膚部位定植細(xì)胞的表面標(biāo)志，分析了幾種不同細(xì)胞亞群在損傷修復(fù)過程中起到的作用，研究發(fā)現(xiàn)CRWI后腸道、皮膚主

8、要定植類型為CD45+造血來源細(xì)胞和vimentin+間質(zhì)來源細(xì)胞;α-平滑肌肌動(dòng)蛋白(α-smooth muscle actin，α-SMA)陽性細(xì)胞和CD68+巨噬細(xì)胞在腸道、皮膚創(chuàng)面定植很少，提示BMDCs中造血來源細(xì)胞和間質(zhì)來源細(xì)胞可能在參與CRWI后腸道和皮膚組織修復(fù)中發(fā)揮了較為重要的作用，而外源性α-SMA+細(xì)胞和巨噬細(xì)胞在組織修復(fù)中作用可能不顯著。
　　結(jié)論:本研究通過對(duì)CRWI小鼠模型移植外源性EGFP轉(zhuǎn)移因小鼠B

9、MDCs成功建立嵌合體模型，發(fā)現(xiàn)全身移植BMDCs對(duì)于CRWI具有整體治療效應(yīng)，可同時(shí)促進(jìn)造血恢復(fù)和局部創(chuàng)面愈合，并可減輕多種組織器官的病理損害;應(yīng)用活體流式細(xì)胞儀首次證實(shí)移植的外源性骨髓細(xì)胞可在復(fù)合傷動(dòng)物外周血實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)定嵌合，并在多種組織器官長期定植，還發(fā)現(xiàn)定植細(xì)胞在腸道和皮膚創(chuàng)面具有優(yōu)勢分布的特點(diǎn);進(jìn)一步通過細(xì)胞表面標(biāo)志物分析，初步揭示骨髓CD45+和vimentin+細(xì)胞亞群可能在復(fù)合傷腸道和皮膚組織修復(fù)中發(fā)揮了重要作用，而外源