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研究背景:随着自然环境和社会环境的变化,越来越多的不良因素危害着当代男性的生殖健康,导致男性不育。尽管不少患者可通过药物治疗、手术取精及辅助生殖技术(Assisted reproductive technology,ART)成功地获得自己的后代,但对于一些手术取精失败的非梗阻性无精子症(Non obstructive azoospermia,NOA)患者来说,仍缺乏比较理想的治疗手段。近些年,间充质干细胞(Mesenchymal stem cells,MSCs)移植在多个组织器官的损伤修复中崭露头角,为非梗阻性无精子症的治疗提供了可能的研究方向。然而,单纯的干细胞移植存在着一定的局限性,如:干细胞移植后丢失率、逃逸率较高,且会使受体组织产生一些生物反应,包括炎症、凋亡和注射区域的缺血等。这使得移植的干细胞在受体组织中的留存更加困难,严重影响了干细胞的移植效率。随着组织工程研究的进展,脱细胞基质(Decellularized extracellular matrix,dECM)水凝胶的出现有望改善这一情况。组织经过脱细胞处理,消除免疫原性的同时,保留了组织原有的基本非细胞成分,能够提供有利于细胞迁移、粘附、分化和增殖的微结构和生化环境。经过脱细胞处理后的组织,可通过进一步加工,制成具有可注射性的脱细胞基质水凝胶。脱细胞基质水凝胶能显著提高移植干细胞的滞留率和存活率,增强干细胞对组织的修复作用,是干细胞移植的良好载体。目的:探讨异体小鼠骨髓间充质干细胞(Bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)睾丸移植能否改善白消安处理所致NOA小鼠的生精功能。以及联合应用猪脱细胞睾丸基质(Decellularized testicular matrix,DTM)水凝胶是否有增强BMSCs修复小鼠生精功能的作用。方法:1.将35只Balb/c小鼠,通过一次性腹腔注射35mg/kg剂量的白消安以建立非梗阻性无精子症小鼠模型。4周后随机选取3只小鼠,光学显微镜下观察小鼠睾丸HE染色切片,了解建模效果。2.将剩余32只小鼠随机平均分成四组,每只小鼠左侧睾丸进行注射干预,右侧睾丸不注射作为自身对照。分组结果如下:①第一组:骨髓间充质干细胞组(BMSCs组),共8只,注射20μl含有BMSCs的PBS悬液(约含BMSCs 5×105个);②第二组:骨髓间充质干细胞联合脱细胞睾丸基质水凝胶组(BMSCs+DTM组),共8只,注射20μl含有BMSCs的DTM水凝胶(约含BMSCs 5×105个);③第三组:脱细胞睾丸基质水凝胶组(DTM组),共8只,注射20μl DTM水凝胶;④第四组:磷酸缓冲盐溶液组(Phosphate buffer saline,PBS)(PBS 组),共 8 只,注射 20μl PBS 溶液。3.于移植后8周获取小鼠血液及睾丸标本。酶联免疫分析法(Enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)检测移植8周时各组小鼠血清睾酮(Testosterone,T)水平。睾丸标本进行固定、石蜡包埋、切片、HE染色。光学显微镜下观察小鼠睾丸HE染色切片,通过计数空泡化生精小管所占的比例及Johnsen评分来分析各组小鼠睾丸组织学上的改变。结果:1.小鼠一次性腹腔注射白消安(35mg/kg)后4周,睾丸HE染色切片见生精小管内各级生殖细胞如精母细胞、精子细胞、精子完全丢失,仅靠近基膜处留有少量精原细胞及支持细胞,生精小管呈空泡样改变,提示非梗阻性无精子症小鼠模型建立成功。2.光学显微镜下观察移植后8周各组小鼠睾丸HE染色切片。我们首先通过计数空泡化生精小管所占的比率(同一低倍镜镜下视野中,计数空泡化生精小管的数量及生精小管总数,求其比值)来量化分析、比对各组小鼠组间、组内睾丸组织学表现上的差异。使用单因素方差分析统计方法进行数据处理,结果如下:①组内左右侧对比:BMSCs+DTM组左侧(注射侧)空泡化生精小管的比率低于右侧(未注射侧)(P<0.01);BMSCs组左侧(注射侧)空泡化生精小管的比率低于右侧(未注射侧)(P<0.01);DTM组及PBS组两侧空泡化生精小管的比率无显著差异(P>0.05)(P>0.05);②组间对比:Ⅰ.各组间左侧(注射侧)对比:BMSCs+DTM组空泡化生精小管的比率低于BMSCs组(P<0.01);BMSCs+DTM组空泡化生精小管的比率低于DTM组及PBS组(P<0.01)(P<0.01);BMSCs组空泡化生精小管的比率低于DTM组及PBS组(P<0.01)(P<0.01);DTM组空泡化生精小管的比率稍低于PBS组,但两组无明显统计学差异(P>0.05)。Ⅱ.各组间右侧(未注射侧)对比:各组间无显著性差异(P>0.05)。3.Johnsen评分来评价各组小鼠注射侧睾丸生精小管内的具体情况:BMSCs+DTM组评分高于BMSCs组(P<0.01);BMSCs+DTM组评分高于DTM组及 PBS 组(P<0.01)(P<0.01);BMSCs 组评分高于 DTM 组及 PBS 组(P<0.01)(P<0.01);DTM组评分稍高于PBS组,但两组无明显统计学差异(P>0.05)。4.通过酶联免疫分析法(ELISA),检测移植后8周各组小鼠血清睾酮水平:BMSCs+DTM组小鼠血清睾酮明显高于BMSCs组及PBS组小鼠(P<0.01)(P<0.01);DTM组小鼠血清睾酮明显高于BMSCs组及PBS组小鼠(P<0.01)(P<0.01);BMSCs组小鼠血清睾酮水平高于PBS组小鼠(P<0.01);BMSCs+DTM组小鼠血清睾酮水平与DTM组小鼠血清睾酮水平无明显差异(P>0.05)。结论:1.骨髓间充质干细胞睾丸移植能有效改善白消安所致NOA小鼠的生精功能;2.骨髓间充质干细胞联合脱细胞睾丸基质水凝胶移植能明显改善白消安所致NOA小鼠的生精功能,且改善效果较单纯移植骨髓间充质干细胞更为显著;3.脱细胞睾丸基质水凝胶作为生物支架能够增强骨髓间充质干细胞睾丸移植对白消安所致NOA小鼠的生精功能修复作用;4.脱细胞睾丸基质水凝胶睾丸注射后可显著提高小鼠体内血清睾酮水平。