论文部分内容阅读
目的:肝星状细胞(HSC)在肝纤维化的发展进程中起关键作用,而前期研究已证实人脐带间质干细胞(hucMSC)来源的囊泡(exosomes)对四氯化碳(CCl4)诱导的小鼠肝脏纤维化具有修复效果,在此基础上本课题着重探讨hucMSC来源的exosomes(hucMSC-ex)对HSC活化的抑制作用及其可能机制。为hucMSC-ex临床治疗肝脏纤维化提供新的实验依据和思路。 方法:体外研究采用重组人转化生长因子β1(TGF-β1)诱导人肝星状细胞系LX2活化,再分别加入hucMSC-ex、RNase-ex(经RNA酶处理后的hucMSC-ex)及HFL1-ex(人肺成纤维细胞来源的exosomes)作用48 h,观察exosomes作用前后LX2细胞形态学变化,通过RT-PCR及Western blot技术检测作用前后LX2活化相关指标,如α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、成纤维细胞激活蛋白α(FAP-α)、基质金属蛋白酶2(MMP2)、组织金属蛋白酶抑制剂1(TIMP1)及TGF-β1/Smad信号通路的相关基因或蛋白表达变化。体内研究构建CCl4诱导的小鼠肝脏纤维化模型,损伤6周后肝脏定点注射hucMSC-ex,RNase-ex及HFL1-ex,以注射PBS为对照组。3周后收集各组小鼠血清和肝脏组织,通过连续监测法检测血清中谷丙转氨酶(ALT)及谷草转氨酶(AST)的含量;组织免疫组化、免疫荧光、病理HE染色、Massons三色染色、RT-PCR及Western blot等技术检测肝组织中的炎症浸润情况,HSC活化相关蛋白α-SMA、FAP-α及增殖细胞核抗原(PCNA)的表达,以及肝纤维化相关TGF-β1、磷酸化smad2(p-smad2)、纤维连接蛋白(Fibronectin)及胶原纤维的表达变化,体内外实验综合评价hucMSC-ex通过对HSC活化的抑制而达到修复肝纤维化的效果及可能机制。 结果体外研究显示,重组人TGF-β1诱导后,LX2细胞形态由不规则星状形态转变为纺锤形,两极拉长似成纤维细胞;同时RT-PCR及Western blot结果显示诱导后LX2细胞中的α-SMA、FAP-α、MMP2及TIMP1表达明显上调。加入hucMSC-ex作用后,LX2细胞的纺锤样形态发生逆转,α-SMA、FAP-α、MMP2及TIMP1的表达下降。而RNase-ex及HFL1-ex组的LX2细胞形态上大部分同TGF-β1组类似,呈成纤维细胞样;且仍高表达α-SMA及FAP-α。同样MTT实验提示hucMSC-ex能够抑制TGF-β1诱导的LX2增殖,但RNase-ex组及HFL1-ex组的LX2细胞增殖能力与TGF-β1组无明显差异。进一步的Western blot结果显示hucMSC-ex降低了LX2细胞Smad2/3蛋白的磷酸化水平。体内研究在成功建立CCl4诱导的小鼠肝纤维化模犁的基础上,血清学和肝组织病理学分析显示hucMSC-ex减弱了HSC的活化,改善了CCl4诱导的肝脏纤维化损伤。免疫组化结果发现PBS组小鼠与常规饲养组小鼠相比,肝组织中α-SMA及FAP-α阳性细胞百分比明显增多;而hucMSC-ex组小鼠肝组织中α-SMA及FAP-α阳性细胞百分比显著减少,RNase-ex及HFL1-ex组与PBS组无明显差异;同样,免疫荧光结果显示小鼠肝组织中α-SMA及PCNA的表达在PBS组显著增强,而在hucMSC-ex组明显减弱,RNase-ex组及HFL1-ex组与PBS组基本一致;RT-PCR和Western blot结果也显示hucMSC-ex组同PBS组、RNase-ex组及HFL1-ex组相比显著降低了α-SMA及FAP-α的mRNA及蛋白的表达(均P<0.05)。同时观察到肝纤维化相关指标TGF-β1、p-smad2、Fibronectin及胶原纤维在hucMSC-ex组的表达,较PBS组、RNase-ex组及HFL1-ex组相比显著降低。 结论 HucMSC-ex体外经降低TGF-β1/Smads通路的活化而逆转了TGF-β1诱导的LX2向成纤维母细胞的转变,体内抑制了肝星状细胞的活化从而修复CCl4诱导的小鼠肝纤维化,减弱了肝脏的损伤。这为hucMSC-ex临床治疗肝纤维化提供了新的实验依据及思路。