间充质干细胞对小鼠辐射肠损伤治疗作用的研究

来源 :北京协和医学院中国医学科学院 北京协和医学院 中国医学科学院 清华大学医学部 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zlbqnsd
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目的:小肠上皮对电离辐射高度敏感,是主要的辐射损伤部位。大剂量电离辐射引起的肠型急性放射病有很高的死亡率,目前没有有效的治疗方法;放疗是目前最有效且广泛使用的肿瘤治疗方法之一,但腹部、盆腔和直肠肿瘤的放疗常引起急性或慢性的肠损伤,限制了放疗的疗效。间充质干细胞具有多种生物学特性,包括多向分化能力、低免疫原性、免疫调节作用、抗炎、抗凋亡、抗纤维化、促血管新生、对其它干细胞的支持、炎症的趋化作用等,是一种非常理想的再生医学种子细胞,可用于多种组织的损伤修复。我们实验室前期的工作表明,间充质干细胞移植可以明显改善模型鼠的肠道病变,但作用机理不清楚。在此基础上,考虑到Lgr5+肠干细胞在辐射引起的肠损伤修复过程中的不可或缺,我们打算进一步探讨间充质干细胞的治疗作用是否与Lgr5+肠干细胞有关。  方法:(1)小鼠骨髓间充质干细胞的分离、培养及鉴定。通过全骨髓贴壁培养法,获得C57BL/6小鼠的骨髓间充质干细胞,并通过流式细胞术进行表型分析,体外诱导分化进行多向分化潜能分析。(2)辐射引起的肠损伤小鼠模型及体外评价方法的建立。分别给予C57BL/6小鼠8Gy、10Gy、12Gy、14Gy、和16Gy不同剂量137Csγ射线腹部照射,通过小肠病理切片分析,确定照射剂量范围。通过隐窝的体外培养建立小鼠辐射肠损伤体外评价方法。(3)间充质干细胞对小鼠辐射肠损伤治疗作用的研究。C57BL/6小鼠经137Csγ射线腹部照射后,尾静脉移植同基因骨髓间充质干细胞,每天称量其体重、观察粪便并绘制生存曲线。通过组织切片检测小肠绒毛-隐窝结构。通过免疫组化技术分别检测Lgr5+肠干细胞、Ki67+短暂扩增细胞、Lysozyme+潘氏细胞、Vil1+肠上皮细胞、CD31+血管内皮细胞及α-SMA+平滑肌细胞。各组小鼠小肠隐窝的分离及体外培养。通过TUNEL法检测小鼠小肠细胞凋亡情况。  结果:通过贴壁法获得的C57BL/6小鼠的骨髓细胞,经形态、表型及体外成脂、成骨诱导分析,满足目前对间充质干细胞的判别标准。通过分析不同剂量137Csγ射线照射后小鼠小肠的病理切片,确定12-16Gy为照射的剂量范围。建立了小鼠小肠隐窝体外培养体系。经14Gy腹部照射后,生理盐水组小鼠(n=10)30天内全部死亡,间充质干细胞治疗组(n=10)生存率20%。照射后3.5天的组织切片,生理盐水组小肠结构严重破坏,绒毛断裂,粘膜脱落,部分区域裸露出结缔组织,伤及隐窝。间充质干细胞组小肠绒毛长度变短,但隐窝没有受到严重损害。照射后5天的组织切片,生理盐水组小肠绒毛破坏,没有明显隐窝增殖现象。间充质干细胞组小肠绒毛基本正常,局部可见粘膜损伤。免疫组化结果显示,和生理盐水组比,间充质干细胞组Lgr5+肠干细胞及其子代细胞Ki67+短暂扩增细胞、潘氏细胞、肠上皮细胞数量明显增加,但血管内皮细胞和平滑肌细胞的分布无明显变化。单位长度小肠中获得的隐窝数量间充质干细胞组多于生理盐水组,且当接种相同数量隐窝时,间充质干细胞组培养的小肠类器官不管是从数量上还是大小上都强于生理盐水组。14Gy照射后6小时,TUNEL法检测小鼠小肠细胞凋亡结果显示,间充质干细胞移植减少了小鼠小肠中细胞的凋亡。  结论:间充质干细胞对辐射肠损伤的治疗作用与Lgr5+肠干细胞有关,增强了其对辐射的抵抗,促进了小肠组织的损伤修复。
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