背景:传统的急性肾小管坏死修复理论认为,肾小管的重建依赖于坏死区周围存活的肾小管上皮细胞,这些细胞经过去分化、增殖和分化成熟等过程修复坏死的肾小管,重建其组织结构和功能。近年来随着对干细胞研究的深入,发现成体组织内存在着一些被称为成体干细胞的多能干细胞,这些干细胞具有多向分化的能力,甚至可以跨越谱系界限分化成其它组织细胞,在损伤修复中具有重要意义。骨髓中含有丰富的成体干细胞,最近有数项研究认为骨髓来源的干细胞可以分化成肾小管上皮细胞,参与急性肾小管坏死的修复,但目前对这一结论尚有争议。目的:本研究拟通过动物模型的研究,观察骨髓来源的干细胞能否分化成肾小管上皮细胞,深化对骨髓干细胞可塑性的认识,探讨骨髓干细胞在急性肾小管坏死修复中的作用,丰富急性肾小管坏死修复的理论。方法:绿色荧光蛋白标记的C57BL/6转基因小鼠提供骨髓,同种无荧光标记的C57BL/6小鼠分为七组:(1)正常对照组:观察正常小鼠血液学指标和肾组织结构。(2)甘油注射组:以50%甘油肌肉注射的方法建立急性肾小管坏死模型,建模后第3d、7d、14d、28d分别取肾脏标本,观察甘油诱导小鼠急性肾小管坏死的病程演变。(3)缺血再灌注组:手术夹闭小鼠单侧肾蒂30min再开放建立单侧肾脏缺血再灌注损伤模型,建模后第3d、7d、14d、28d分别取肾脏标本,观察双侧肾脏病理变化。(4)全身照射组:经致死剂量γ射线全身均匀照射后不接受骨髓移植,一周内处死,观察γ射线照射对小鼠肾脏组织结构和功能的影响。(5)骨髓移植组:照射后接受骨髓移植,分别在移植后第56d、84d处死,观察骨髓干细胞在无损伤的小鼠肾脏中的分化。(6)骨髓移植+甘油注射组:骨髓移植后第56d甘油肌肉注射建立急性肾小管坏死模型,观察骨髓来源干细胞在急性肾小管坏死修复中的作用。(7)骨髓移植+缺血再灌注组:骨髓移植后第56d建立单侧缺血再灌注损伤模型,对照观察供体骨髓干细胞在双侧肾脏的分化情况。骨髓移植受体小鼠的骨髓重建经血液常规检查和流式细胞仪检测确认。并采用荧光组织化学、免疫组织化学等方法观察绿色荧光在骨髓移植小鼠肾脏的分布及数量。 <WP=8>结果:甘油肌肉注射和单侧肾脏缺血再灌注均可引起小鼠急性肾小管坏死改变,近端小管最易受累,缺血再灌注小鼠手术侧肾脏与非手术侧相比,病变程度明显不同;生化检验结果发现,甘油组尿素氮、肌酐水平升高,单侧肾脏缺血再灌注组则无明显变化;两种模型小鼠的肾小管修复过程,均从第3天开始,28天可观察到肾小管修复基本完成,骨髓移植后肾小管坏死模型小鼠表现出同样的演变过程。全身致死剂量γ射线照射未造成小鼠肾脏组织结构和生理功能的明显改变,骨髓移植后56d、84d的小鼠肾小管中有少量绿色荧光蛋白阳性细胞存在,激光共聚焦显微镜进一步证实这些细胞位于肾小管,并表达肾小管上皮细胞特异性的功能蛋白megalin,表明供体骨髓干细胞已分化成有功能的肾小管上皮细胞,提示在无肾小管损伤的生理情况下,骨髓干细胞可以参与肾小管上皮细胞的更新。甘油注射诱导急性肾小管坏死后,骨髓干细胞向肾小管上皮细胞分化呈时间依赖性增加,修复完成时供体骨髓干细胞来源的肾小管上皮细胞数量占全部肾小管上皮细胞的12～24%,这一数值高于无肾小管坏死的骨髓移植组2-3倍,显示组织损伤对骨髓干细胞定向分化的诱导作用。缺血再灌注模型中,手术侧肾组织中供体骨髓干细胞来源的肾小管上皮细胞数量明显多于对侧,提示骨髓干细胞定向分化的水平与肾小管损伤程度有关。结论:甘油肌肉注射、缺血再灌注损伤可诱导小鼠急性肾小管坏死;在生理情况下,骨髓干细胞可以分化成肾小管上皮细胞,参与肾小管上皮的更新;急性肾小管坏死可以“动员”骨髓干细胞参与损伤修复过程,骨髓干细胞向肾小管上皮细胞定向分化的水平与肾小管损伤程度有关。