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背景:急性肺损伤(Acute lung injury,ALI)与内皮细胞(Endothelialcells,EC)损伤密切相关。在急性肺损伤的发生、发展过程中肺血管内皮细胞是受损的主要靶细胞,也是活跃的炎症细胞和效应细胞。而内皮祖细胞(endothelial progenitor cells,EPCs)是一类能整合到血管、替代受损血管内皮细胞的前体细胞,它可以产生一些生长因子和细胞因子修复受损的内皮层,从而促进细胞修复和血管新生。
目的:本研究的目的是通过体外分离、培养同种外周血内皮祖细胞(EPCs),并对其进行简单鉴定。将培养获得的内皮祖细胞(EPCs)注射到实验组动物体内,观察其对油酸所致兔急性肺损伤肺毛细血管内皮的修复作用,并分别检测肺组织湿干重比(W/D)、肺泡灌洗液蛋白含量及肺毛细血管通透指数(PPI),并对各组动物进行DAD病理评分,观察实验组、对照组与空白组,以及实验组和对照组动物上述指标的变化,从而评估自体外周血来源的内皮祖细胞对兔急性肺损伤肺毛细血管通透性的影响。探讨内皮祖细胞对急性肺损伤动物的保护作用,从而为细胞学治疗方法提供动物模型依据,为急性肺损伤的临床治疗提供一种新的思路。
方法:(1)内皮祖细胞的培养和鉴定:造模前(一周)肝素抗凝管自兔耳中央动脉取血(10mL/Kg),以Ficoll液密度梯度法分离出单个核细胞(PMC),并将其接种于6孔板内,应用内皮祖细胞培养基(EGM2)进行诱导培养,每3天换全液,用PBS洗去非贴壁细胞。培养至第7天的贴壁细胞用于细胞移植和双荧光染色鉴定。在激光扫描共聚焦显微镜(laser scanning confocal microscope,LSCM)下,DiI-ac-LDL和FITC-UEA-I双染色阳性的细胞即为正在分化的内皮组细胞(EPCs)。(2)实验动物分组及模型建立:将体重为2.5-3.0Kg的普通级雄性新西兰白兔30只随机分为3组,每组10只,并对3组中的每只动物分别进行标记,以便数据的记录。①空白组即空白对照组(blankcontrol group):经颈静脉注射乳化液(0.3ml/kg);②对照组即单纯急性肺损伤组,经颈内静脉注射20%乳化油酸(0.3ml/kg)建立急性肺损伤动物模型;③实验组即EPCs治疗组,经与对照组同种方式造模成功30min后,经耳缘静脉注射105个/0.5ml PBS;空白组和对照组注射等量的PBS。48小时后处死全部动物。所有动物处死前均经耳缘静脉抽取静脉血2ml,用于检测血浆蛋白含量。并取出全部肺组织,切取右肺称重,即为湿重,然后进行肺泡灌洗,收集全部灌洗液用以检测肺泡灌洗液中蛋白含量,结合血浆蛋白含量计算肺毛细血管通透指数(PPI);然后将其(右肺)置于90℃烤箱中过夜,并称重,即为干重。取左肺用4%的多聚甲醛溶液固定,常规苏木素伊红(HE)染色,光镜下观察肺组织病理学改变并摄片。病理医师单盲读片,镜下观察肺内炎症细胞浸润及出血情况,按修正后弥漫性肺泡损伤(DAD)系统进行评分。通过观察和检测对照组、实验组与空白组动物的呼吸频率、肺湿干重比值(W/D)、肺泡灌洗液蛋白含量、肺毛细血管通透指数(PPI)及肺组织病理检查等指标在实验干预前、后的变化,并将三组动物各种观察指标进行比较分析。
结果:(1)呼吸频率:实验之前三组动物的呼吸频率无显著差异;实验后:对照组呼吸频率显著高于其实验前及空白组的呼吸频率,实验组(经EPCs治疗后)呼吸频率较对照组明显改善,但较空白组呼吸亦有增快,差异均有统计学意义(P<0.05);(2)湿干重比(W/D):对照组W/D较空白组显著增高,而实验组W/D较对照组的明显降低(p<0.05),实验组较空白组增加,差异显著(p<0.05);(3)肺泡灌洗液蛋白含量:对照组肺泡灌洗液的蛋白含量显著高于空白组,而实验组较对照组降低,实验组较空白组增高,差异均有统计学意义(P<0.05);(4)肺血管通透性指数(PPI):对照组PPI显著高于空白组,实验组PPI与对照组相比明显降低,实验组较空白组增大,差异显著(P<0.05);(5)病理检测:肺组织大体观可见,与空白组肺组织对比,实验组和对照组肺组织肿胀,重量增加,暗红色,见散在出血点,切面膨隆,含血量多。光学显微镜下可见,肺组织病理学改变,空白组肺组织结构清晰,肺泡腔规则而完整,未见中性粒细胞浸润。对照组病理切片可见肺间质高度充血、水肿,大部分肺泡结构破坏邻近肺泡隔断裂形成肺大泡,肺泡间隔明显增宽,并可见较多炎性细胞,毛细血管扩张,充血,灶状出血,DAD病理评分显著高于空白组。实验组可见肺组织结构仍有破坏,肺泡问质轻度充血,大部分肺泡结构完整,DAD病理评分显著低于对照组。
结论:本研究表明移植同种外周血来源的内皮祖细胞可以使油酸所致兔急性肺损伤肺组织干湿重比降低,肺泡灌洗液蛋白含量减少,肺毛细血管通透性指数减小,肺组织病理变化减轻,DAD评分减小,从而说明内皮祖细胞能改善兔急性肺损伤肺毛细血管通透性。