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背景: 肝缺血再灌注损伤(Hepatic ischemia reperfusion injury, HIRI)发生在许多临床情况下,当肝脏血流受阻或血流量降低:例如肝切除,肝移植,创伤,失血性休克时, HIRI一定程度上影响肝功能的恢复和患者远期存活率。缺血再灌注损伤涉及了一系列机制,包括了代谢性酸中毒,凋亡坏死,炎症反应,氧化应激,钙超载以及线粒体膜通透性改变等。因此通过有效的途径缓解肝脏缺血再灌注损伤对于改善肝脏手术疗效具有重要意义。脂肪间充质干细胞(Adipose mesenchymal stem cells, ADMSC)为脂肪来源具有多种细胞组织潜能的多能干细胞,能够通过归巢作用(Homing)等迁移到受损器官达到修复作用。外泌体是细胞内来源分泌到细胞外的直径范围在50-100nm 的囊泡,含有蛋白质、脂质、核酸等物质。外泌体作为细胞之间的重要介质,可通过外泌体内物质交换从而对靶细胞起到作用。有研究报道,干细胞分泌的外泌体能够减轻心脏、肾脏缺血再灌注引起的损伤。然而,外泌体对于肝脏缺血再灌注损伤的研究较少,具体机制也尚未明确。因此,本实验旨在研究脂肪间充质干细胞来源外泌体对大鼠肝脏缺血再灌注损伤模型的保护作用。 目的: 1. 提取并鉴定SD大鼠原代脂肪间充质干细胞。 2.提取并鉴定脂肪间充质干细胞分泌的外泌体。 3.建立SD大鼠肝脏缺血再灌注损伤模型制作。 4.研究外泌体对大鼠肝脏缺血再灌注损伤模型的保护作用。 方法: 1. 提取SD大鼠原代ADMSC,流式细胞术鉴定ADMSC并验证其分化能力。 2.提取ADMSC来源的外泌体,透射电镜以及WB鉴定外泌体标记蛋白(CD9、CD63、TSG101)。 3.肝脏缺血再灌注损伤模型:SD大鼠随机分为假手术组(Sham组),缺血再灌注损伤组(IR+PBS 组),外泌体治疗组(IR+Exo 组)。Sham 组中,仅离断大鼠相关韧带。IR+Exo组动脉夹阻断肝脏70%血流(中叶肝与左叶肝)60min后,尾静脉注射 1mlPBS 溶解的外泌体。IR+PBS 组用动脉夹阻断肝脏 70%血流60min后,尾静脉注射1mlPBS以排除PBS的作用。 4.ELISA检测大鼠血清ALT、AST、TNF-α、IL-1β含量。 5.试剂盒检测肝脏中氧化应激指标SOD、MDA。 6.WB检测肝脏中氧化应激指标NQO-1、HO-1与凋亡指标Bcl-2、Bax表达。 7.Tunel试剂盒检测肝脏中细胞凋亡情况。 8.免疫组化检测肝脏中细胞再生指标PCNA的表达。 9.透射电子显微镜检测肝细胞中细胞器结构改变。 10.HE染色观察肝脏病理结构变化。 结果: 1. 成功提取了SD大鼠ADMSC,流式细胞术鉴定得到ADMSC标志CD29、CD90阳性表达,造血指标CD31、CD45阴性表达;茜素红与油红O染色验证了干细胞成骨成脂分化能力。 2.成功提取并鉴定了ADMSC来源的外泌体,在透射电镜下呈直径小于100 nm,呈圆形囊泡状结构;WB鉴定外泌体标记蛋白CD9、CD63、TSG101表达阳性。 3.利用SD大鼠建立肝脏缺血再灌注损伤模型,符合后续实验要求。 4.ELISA结果显示,与Sham组相比,IR+PBS组中ALT、AST、IL-1β、TNF-α含量显著升高;与IR+PBS组相比,IR+Exo组中ALT、AST、IL-1β、TNF-α含量显著下降。 5.与Sham组相比,IR+PBS组中MDA含量显著升高,SOD含量显著下降;与IR+PBS组相比,IR+Exo组中MDA含量显著下降,SOD含量显著上升。 6.WB结果显示,与Sham组相比,IR+PBS组中NQO-1、HO-1、Bax含量显著升高,Bcl-2含量显著下降;与IR+PBS组相比,IR+Exo组中NQO-1、HO-1、Bax含量显著升高,Bcl-2含量显著升高。 7. Tunel检测结果显示,与Sham组相比,IR+PBS组中细胞凋亡量显著上升;与IR+PBS组相比,IR+Exo组中细胞凋亡显著下降。 8.免疫组化结果显示,与Sham组相比,IR+PBS组中PCNA表达升高;与IR+PBS组相比,IR+Exo组中PCNA表达显著升高。 9.透射电子显微镜显示,肝脏缺血再灌注损伤后肝细胞内部结构模糊,线粒体和内质网肿胀,线粒体内部结构不清晰。 10.HE结果显示,与Sham组相比,IR+PBS组中肝细胞变性坏死,炎症细胞浸润;与IR+PBS组相比,IR+Exo组中肝细胞变性坏死区域明显减少,炎症细胞浸润显著减轻。 结论: 脂肪间充质干细胞来源的外泌体能够改善肝脏缺血再灌注损伤。主要是通过缓解氧化应激、减少炎症反应、抑制细胞凋亡以及促进肝细胞再生而发挥作用。本实验初步探索得到脂肪间充质干细胞分泌的外泌体对于肝脏缺血再灌注损伤具有保护作用,为将来临床上治疗肝脏缺血再灌注损伤提供了一个新的可能。