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严重创伤、失血引起可失血性休克(hemorrhagic shock,HS),失血性休克引发的急性肺损伤(acute lung injury,ALI)是导致死亡的重要原因。研究发现,失血性休克后肠系膜淋巴液(post-hemorrhagic shock mesenteric lymph,PHSML)回流是引起ALI发生的主要路径,该途径的作用与肺组织的过度炎症和内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS)相关。骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)免疫源性低,异体移植时无需配型,因此,在再生医学中应用潜力巨大。MSCs移植后可在5分钟内定位到肺脏,有望用于急性肺损伤的防治。但是,MSCs移植能否防治失血性休克后ALI?MSCs能否防治PHSML回流造成的肺损伤?目前仍不明确。本文在建立大鼠骨髓MSCs原代培养技术的基础上,探究了MSCs移植对失血性休克大鼠ALI的作用,以及对PHSML诱导的大鼠ALI的作用。首先,我们进行了大鼠MSCs的分离、培养及鉴定。实验选用两周龄Wistar幼鼠提取MSCs,传至P3代后,利用流式细胞仪检测MSCs的阳性和阴性标志物。结果显示,CD29,CD90阳性,CD45,CD11b/c阴性,MSCs纯度在99%以上,可用于后续研究。为了研究MSCs移植对失血性休克大鼠的整体保护作用。我们将52只280-320 g雄性Wistar大鼠随机分为两组,分别为Shock组和Shock+MSCs组,建立失血性休克大鼠模型(血压40±2 mm Hg维持90分钟后,进行液体复苏),Shock+MSCs组在液体复苏时进行静脉移植MSCs(1×10 6/只);复苏完毕后,结扎静脉,缝合伤口,观察记录大鼠存活时间及存活率。结果表明,MSCs移植能明显延长失血性休克大鼠存活时间,提高存活率。为了证明MSCs防治大鼠失血性休克后ALI的作用。我们建立了失血性休克大鼠模型,将24只280-320 g雄性Wistar大鼠随机分为4组:Sham组、Sham+MSCs组、Shock组、Shock+MSCs组。Shock+MSCs组大鼠在液体复苏的同时,静脉输入MSCs(1×106/只)。所有大鼠在液体复苏后6小时,利用实验动物肺功能监测系统测量活体肺功能(pulmonary function test,PFT),记录吸气阻力(inspiratory resistance,RI)、平均呼气中期流量(mean mid expiratory flow,MMEF)、前100毫秒用力呼气容积(forced expiratory volume in 100ms,FEV100)、呼气峰流量(peak expiratory flow,PEF),评价大鼠活体肺功能;随后,大鼠在麻醉状态下执行安乐死,收集肺脏,检测肺组织湿/干比值(wet/dry ratio,W/D),观察肺组织形态学变化。结果显示,与Sham组相比,Shock大鼠肺组织结构紊乱,肺泡腔内可见炎症细胞浸润、红细胞漏出,W/D明显升高;而MSCs移植显著减轻了肺组织损伤、降低了W/D。与Sham组相比,大鼠失血性休克后肺功能中RI显著升高,而MMEF、FEV100、PEF明显降低,表明休克后肺功能明显下降,而MSCs移植显著改善失血性休克大鼠的肺功能。为了研究MSCs防治肠-淋巴途径ALI的作用,我们首先引流了PHSML与正常肠淋巴液(normal mesenteric lymph,NML),并将24只280-320 g雄性Wistar大鼠随机分为4组:NML组、NML+MSCs组、PHSML组、PHSML+MSCs组。随后进行了PHSML输注肺损伤实验,检测肺功能和W/D,并观察肺组织形态学变化。结果发现,与对照组相比,输注PHSML组大鼠肺组织结构紊乱,肺泡腔大量红细胞漏出,W/D明显升高,表明PHSML引起了急性肺损伤,而MSCs移植显著降低了肺组织损伤程度;与对照组相比,大鼠输注PHSML后,肺功能中RI显著升高,MMEF明显降低,而MSCs移植显著改善PHSML输注大鼠的肺功能。与此同时,我们研究了MSCs防治肺损伤的机制。利用Western blot和RT-PCR,我们发现失血性休克后或PHSML输注后,肺组织ERS标志蛋白GRP78明显上升,促凋亡基因Bak1上调,表明肺组织损伤加重,而MSCs可以显著降低GRP78蛋白和Bak1 m RNA的表达;同时我们检测了炎症相关基因,包括:中性粒细胞趋化因子Cxcl1,中性粒细胞标志蛋白MPO和促炎M1型巨噬细胞标志分子i NOS。我们发现失血性休克后或PHSML输注后,肺组织Cxcl1 m RNA和MPO蛋白明显升高,i NOS也呈上调趋势,表明中性粒细胞和巨噬细胞介导的炎症反应加剧,而MSCs移植显著降低了Cxcl1、MPO、i NOS的表达。这些结果说明MSCs移植能降低炎症反应、减少细胞死亡。总之,以上结果表明,MSCs移植对失血性休克具有整体保护作用。从病理生理学机制上讲,MSCs可以减轻肠-淋巴途径引起的急性肺损伤;从细胞机制上讲,MSCs通过抑制ERS、细胞死亡和炎症反应减轻肺损伤。我们的研究结果为MSCs移植防治失血性休克后肺损伤提供了理论基础和操作方案。