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目的:明确miRNA21通过PTEN-PI3K/AKT途径对骨髓间充质干细胞(MSC)修复脂多糖(LPS)诱导的小鼠肺损伤的调节作用。方法:1体外细胞实验(1)从小鼠胫骨中提取骨髓来源的MSC,光学显微镜以及流式细胞仪对原代分离培养的MSC进行鉴定;(2)CCK8实验检测200μmol/、400μmol/L和600μmol/L的H2O2对MSC氧化应激损伤,选择最佳的H2O2损伤浓度;(3)外源性的miRNA21转染MSC,RT-PCR法检测MSC的miRNA21进行转染效率鉴定;(4)将细胞实验分为三组:正常组(正常MSC未接受H2O2刺激),模型组(正常MSC接受H2O2刺激),干扰组(转染miRNA21的MSC接受H2O2刺激).Western Blotting法检测各组MSC的PTEN、PI3K、AKT、p-AKT蛋白表达水平。2体内动物实验(1)分组:C57BL/6小鼠随机分为正常组(正常对照组),模型组(LPS诱导肺损伤模型组),治疗组(MSC治疗肺损伤组)和干扰组(转染miRNA21基因的MSC治疗肺损伤组)。(2)模型复制及取材:通过口咽滴入脂多糖(LPS)复制急性肺损伤小鼠模型,根据不用分组通过尾静脉注射进行相应的处理,24h后处死小鼠,留取肺组织行HE染色检测组织病理,并计算肺的湿/干重比评估肺水肿,采用酶联免疫吸附法(ELISA)检测小鼠肺泡灌洗液(BALF)中白细胞介素-1(IL-1)、白细胞介素-6(IL-6)和肿瘤坏死因子(TNF-α)水平,并采用Western Blotting法检测肺组织的磷酸酶和张力蛋白同源物(PTEN),调控磷脂酰肌醇3激酶(PI3K),丝氨酸苏氨酸蛋白激酶B(AKT),磷酸化AKT(p-AKT)蛋白表达水平。结果:(1)从C57小鼠后肢髓腔中获得的骨髓MSC接种培养皿6~8h后,悬浮于培养液中的细胞开始贴壁于培养皿上,接种24h后骨髓MSC基本全部贴壁于培养皿上,接种3天后,骨髓MSC呈现为多角形或者梭形,接种7天后,骨髓MSC贴壁细胞达到80~90%融合,且整体呈涡旋状或者螺旋形。(2)骨髓MSC表面CD44和CD90均高表达,而CD45低表达,骨髓MSC表面呈CD44+CD90+/CD45-,通过流式细胞仪鉴定结果确定细胞为骨髓MSC。(3)正常组的骨髓MSC的形态均一,呈梭形,细胞密度大。H2O2浓度为200μmol/L时,MSC细胞形态由饱满的梭形变为皱缩的圆形,随着H2O2浓度的增加,细胞密度亦随之降低。且在H2O2浓度为400μmol/L时培养基上有漂浮的细胞,600μmol/L时培养基上漂浮的细胞数量多于400μmol/L,说明400μmol/L的H2O2会导致细胞出现死亡。(4)200μmol/L、400μmol/L、和600μmol/L三种浓度H2O2氧化应激损伤骨髓MSC后,CKK8实验检测发现H2O2细胞活性均显著小于正常组骨髓MSC,结合光镜下观察结果,提示H2O2氧化应激损伤骨髓MSC的最佳浓度为200μmol/L。(5)与正常组的骨髓MSC比较,模型组的骨髓MSC中的PTEN的蛋白表达水平显著增加,而PI3K、AKT、p-AKT蛋白的表达水平显著降低(P<0.05);与模型组的骨髓MSC比较,干扰组的骨髓MSC的PTEN的表达水平显著降低,而PI3K、AKT、p-AKT蛋白的表达水平显著增加(P<0.05)。(6)与正常组比较,模型组小鼠的肺可见大量的中性细胞,肺泡间质增厚,肺组织有明显的水肿;与模型组比较,治疗组的肺组织病理变化有明显改善;而与治疗组比较,干扰组小鼠肺的上述病理变化改善更显著。提示转染miRAN21能促进MSC改善LPS诱导的肺损伤小鼠肺组织病理修复。(7)模型组小鼠肺的湿/干重比显著高于正常组(P<0.05);治疗组小鼠肺的湿/干重比显著小于模型组(P<0.05);而干扰组小鼠肺的湿/干重比显著低于治疗组(P<0.05)。提示转染miRAN21能促进MSC改善LPS诱导的肺损伤小鼠肺水肿。(8)与正常组比较,模型组小鼠肺泡灌洗液中IL-6、IL-1、TNF-α水平均显著性增加(P<0.05);与模型组比较,治疗组小鼠肺泡灌洗液中IL-6、IL-1、TNF-α水平均显著降低(P<0.05);而与治疗组比较,干扰组小鼠肺泡灌洗液中IL-6、IL-1、TNF-α水平均显著降低(P<0.05)。提示转染miRAN21能增加MSC抑制LPS诱导的肺损伤小鼠炎症反应的效应。(9)与模型组比较,治疗组小鼠肺组织中的PTEN的表达水平显著降低,而PI3K、AKT、p-AKT蛋白的表达水平显著增加(P<0.05);与治疗组比较,干扰组小鼠肺组织中的PTEN的表达水平显著降低,而PI3K、AKT、p-AKT蛋白的表达水平显著增加(P<0.05)。提示转染miRAN21通过抑制PTEN-PI3K/AKT信号途径增加MSC治疗LPS诱导的肺损伤小鼠的效果。结论:miRNA21通过抑制PTEN表达,进而激活PI3K/AKT信号转导通路,减少H2O2对骨髓MSC的氧化应激损伤。转染高表达miRNA21的骨髓MSC移植入LPS诱导的急性肺损伤小鼠体内,通过抑制PTEN-PI3K/AKT通路,能促进MSC改善肺水肿,促进MSC对肺炎症损伤修复,从而促进MSC修复肺组织损伤。