探討B(tài)MSCs對(duì)COPD模型大鼠中炎癥因子及血?dú)獾挠绊?/h1>
2018-06-22 13:23:42劉泉
中國(guó)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)管理 2018年11期
劉泉
慢性阻塞性肺疾病（Chronic obstructive pulmonary disease，COPD）在臨床上較為常見，屬于慢性進(jìn)展性疾病，臨床特征為不可逆進(jìn)行性發(fā)展[1]。當(dāng)前，臨床上尚未尋找到特效的逆轉(zhuǎn)或阻斷COPD進(jìn)行性發(fā)展的藥物[2]。骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（Bone marrow mesenchymal stem cells，BMSCs）是機(jī)體一種常見干細(xì)胞，具有多向分化能力。有研究發(fā)現(xiàn)，BMSCs能在損傷組織局部分泌出部分細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子，而這些因子可能在肺組織損傷治療中發(fā)揮著重要的作用[3]。本研究旨在深入探討B(tài)MSCs在COPD模型大鼠中炎癥因子及血?dú)獾淖兓F(xiàn)報(bào)道如下。
1 材料與方法
1.1 實(shí)驗(yàn)組動(dòng)物和制劑
選取24只健康雄性大鼠，均為SPF級(jí)，平均體質(zhì)量（210.2±18.5）g。制劑包括美國(guó)羅氏公司提供的豬胰蛋白酶；Santa Cruz公司提供的CD29﹑CD34﹑CD44﹑CD45克隆抗體；美國(guó)R＆D公司提供的單大鼠白細(xì)胞介素1β（IL-1β）﹑腫瘤壞死因子α（TNF-α）酶聯(lián)免疫吸附法試劑盒等。
1.2 模型制備﹑實(shí)驗(yàn)組分組及處理
按照1 : 1: 1比例，將24只大鼠分為A組（正常組，n=8）﹑B組（模型組，n=8）和C組（治療組，n=8）。其中，A組不做任何處理。B組和C組腹腔內(nèi)注射體積分?jǐn)?shù)為0.1的水合氯醛300 mg/kg，進(jìn)行麻醉，常規(guī)消毒，將頸部皮膚縱向切開，對(duì)皮下組織及胸骨舌骨肌進(jìn)行鈍性分離，使氣管充分暴露。將配置的1 U/g PPE生理鹽水溶液一次性滴入氣管。閉合切口，直立旋轉(zhuǎn)大鼠，對(duì)雙側(cè)胸部進(jìn)行按摩，確保藥液在雙側(cè)肺部均勻分布。三組大鼠均以普通飼料持續(xù)喂養(yǎng)76天。隨后，治療組在尾靜脈注射3×106/ml BMSCs，其他兩組則注射等量的生理鹽水，繼續(xù)喂養(yǎng)2周后處死大鼠。
1.3 方法
大鼠剖腹，無(wú)菌條件下，使氣管和肺門充分暴露，在右主支管處，對(duì)右肺進(jìn)行結(jié)扎，以2 ml生理鹽水進(jìn)行左肺肺泡灌注，持續(xù)3次，將回收的肺泡灌洗液置入硅塑管內(nèi)。取1 ml肺泡灌洗液，做離心處理，收集細(xì)胞，計(jì)數(shù)。以ELISA試劑盒內(nèi)說(shuō)明書檢測(cè)IL-1β﹑TNF-α。
完成灌洗后，棄左肺，剖開右側(cè)肺，置入4℃ PBS中，洗去血液。右肺組織置入10%福爾馬林液，做48 h固定處理，右下葉置于凍存管，及時(shí)送冰凍切片。
1.4 觀察指標(biāo)
（1）觀察三組炎癥因子變化，包括IL-1β﹑TNF-α；（2）觀察三組血?dú)夥治鲋笜?biāo)變化，包括酸堿度（pH）﹑血氧飽和度（SaO2）﹑二氧化碳分壓（PCO2）﹑血氧分壓（PO2）。
1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理
使用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件分析本組研究中的數(shù)據(jù)資料。計(jì)量資料均用（±s）表示，以t檢驗(yàn)。P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2 結(jié)果
2.1 炎癥因子
B組IL-1β﹑TNF-α高于A組﹑C組，且C組高于A組（P＜0.05）。見表1。
表1 三組炎癥因子變化對(duì)比（ ±s）
注：1）P＜0．05，與A組、C組相比；2）P＜0．05，與A組相比
組別 例數(shù) IL-1β（ng/L） TNF-α（ng/L）A 組 8 37．2±25．2 1 552．5±135．6 B 組 8 210．0±23．61） 2 285．2±120．61）C 組 8 116．5±24．02） 1 859．5±155．62）
2.2 血?dú)夥治?/h3>
三組pH﹑SaO2﹑PCO2﹑PO2水平兩兩對(duì)比，結(jié)果差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見表2。
表2 三組血?dú)夥治鲋笜?biāo)對(duì)比（ ±s）
表2 三組血?dú)夥治鲋笜?biāo)對(duì)比（ ±s）
注：1）P＞0．05，與B組、C組相比；2）P＞0．05，與C組相比
組別 例數(shù) pH SaO2（%） PCO2（mmHg） PO2（mmHg）A 組 8 7．4±0．41） 96．2±1．61） 43．2±2．81） 78．2±5．21）B 組 8 7．3±0．42） 93．6±2．42） 42．9±4．32） 77．8±6．82）C 組 8 7．4±0．4 93．4±2．0 41．9±5．6 79．0±3．5
3 討論
COPD患病率較高，多數(shù)患者急性加重期極易合并肺性腦病﹑呼吸衰竭等嚴(yán)重病癥，病死率高[4]。而且，COPD的血?dú)飧淖儤O易累及臟腑中央﹑周圍氣道﹑肺實(shí)質(zhì)甚至肺血管，導(dǎo)致難以經(jīng)由機(jī)體自身的能力完成受損組織的完全修復(fù)[5]。當(dāng)前，臨床上多采用常規(guī)方法進(jìn)行治療，但多數(shù)患者生存時(shí)間仍較短，且無(wú)特效方法使受損肺功能完全恢復(fù)。
以往，臨床上有研究認(rèn)為，在COPD發(fā)生中，炎癥反應(yīng)發(fā)揮著重要的作用，巨噬細(xì)胞﹑中性粒細(xì)胞等炎癥細(xì)胞可導(dǎo)致出現(xiàn)蛋白水解和氧化應(yīng)激，破壞肺組織結(jié)構(gòu)。而BMSCs能在靶器官內(nèi)定植，這是其治療特定疾病發(fā)揮作用的首要條件。炎癥反應(yīng)會(huì)對(duì)自身骨髓干細(xì)胞釋放進(jìn)行刺激和誘導(dǎo)，促使這些細(xì)胞對(duì)損傷細(xì)胞進(jìn)行替換，這也是間充質(zhì)干細(xì)胞的損傷趨化性[6]。但是，這種自我修復(fù)作用有限，一旦機(jī)體損傷較為嚴(yán)重，破壞了內(nèi)源性修復(fù)機(jī)制，會(huì)導(dǎo)致組織損傷進(jìn)一步進(jìn)展。而若能采取積極措施，對(duì)外源性干細(xì)胞進(jìn)行移植，并輔以適宜誘導(dǎo)條件，可能對(duì)疾病進(jìn)展進(jìn)行逆轉(zhuǎn)[7]。
BMSCs能經(jīng)由直接或間接轉(zhuǎn)化成肺泡上皮細(xì)胞替代損傷細(xì)胞，從而對(duì)肺部疾病產(chǎn)生作用。此外，BMSCs還能與宿主細(xì)胞互相影響，對(duì)局部炎性因子進(jìn)行調(diào)節(jié)。BMSCs有著較好的免疫調(diào)節(jié)特性，能對(duì)樹突狀細(xì)胞﹑自然殺傷細(xì)胞﹑T淋巴細(xì)胞的活性進(jìn)行抑制，促使炎癥細(xì)胞因子分泌量減少，且能下調(diào)促炎癥反應(yīng)[8]。IL-1β﹑TNF-α為常見炎癥因子，其在COPD中表達(dá)水平提升，活性增強(qiáng)。本研究中，B組IL-1β﹑TNF-α高于A組﹑C組，且C組高于A組（P＜0.05）。提示BMSCs能減輕COPD炎癥反應(yīng)。
此外，三組pH﹑SaO2﹑PCO2﹑PO2水平兩兩對(duì)比，結(jié)果差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。現(xiàn)認(rèn)為，這可能是因?yàn)橛^察周期有限，尚不能認(rèn)定BMSCs不會(huì)影響COPD血?dú)庵笜?biāo)，今后仍需加大研究力度。
綜上所述，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞可影響慢性阻塞性肺疾病的血?dú)飧淖儯夷芤种蒲装Y反應(yīng)，需引起高度關(guān)注。
[1] 王鵬，聶強(qiáng)，馬琳，等． bFGF基因轉(zhuǎn)染BMSCs對(duì)COPD大鼠肺部炎癥因子表達(dá)的影響[J]． 實(shí)用醫(yī)學(xué)雜志，2016，45（3）：355-358．
[2] 趙悅，馬琳，彭珊珊，等． 堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子基因轉(zhuǎn)染大鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的基因表達(dá)[J]． 醫(yī)學(xué)研究生學(xué)報(bào)，2015，28（12）：1246-1251．
[3] 韓廣瑋，劉城城，高文宏，等． 大鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞對(duì)細(xì)菌性前列腺炎抑制作用的研究[J]． 中華男科學(xué)雜志，2015，21（4）：294-299．
[4] 孫沛，丁毅鵬． 慢性阻塞性肺疾病危險(xiǎn)因素及發(fā)病機(jī)理研究進(jìn)展[J]． 海南醫(yī)學(xué)，2015，43（9）：1324-1327．
[5] 葉蓁，王菁，李月川，等． 慢性阻塞性肺疾病患者臟層胸膜的病理改變 [J]． 天津醫(yī)藥，2017，59（1）：83-86．
[6] 馮鴻飛，孫念榮，羅強(qiáng)，等． 骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞移植對(duì)大鼠癲癇模型的免疫調(diào)節(jié)作用[J]． 現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進(jìn)展，2016，16（36）：7021-7024．
[7] 鄭景輝，袁肇凱，莫云秋，等． 心血瘀阻證模型大鼠心肌微環(huán)境p38信號(hào)通路的變化及在骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞移植中的作用[J]． 中醫(yī)雜志，2014，64（10）：875-878．
[8] 王俊艷，許建英． 骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞對(duì)肺氣腫大鼠轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1和腫瘤壞死因子α表達(dá)的影響[J]． 國(guó)際呼吸雜志，2015，35（5）：351-357．
劉泉
慢性阻塞性肺疾病（Chronic obstructive pulmonary disease，COPD）在臨床上較為常見，屬于慢性進(jìn)展性疾病，臨床特征為不可逆進(jìn)行性發(fā)展[1]。當(dāng)前，臨床上尚未尋找到特效的逆轉(zhuǎn)或阻斷COPD進(jìn)行性發(fā)展的藥物[2]。骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（Bone marrow mesenchymal stem cells，BMSCs）是機(jī)體一種常見干細(xì)胞，具有多向分化能力。有研究發(fā)現(xiàn)，BMSCs能在損傷組織局部分泌出部分細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子，而這些因子可能在肺組織損傷治療中發(fā)揮著重要的作用[3]。本研究旨在深入探討B(tài)MSCs在COPD模型大鼠中炎癥因子及血?dú)獾淖兓F(xiàn)報(bào)道如下。
1 材料與方法
1.1 實(shí)驗(yàn)組動(dòng)物和制劑
選取24只健康雄性大鼠，均為SPF級(jí)，平均體質(zhì)量（210.2±18.5）g。制劑包括美國(guó)羅氏公司提供的豬胰蛋白酶；Santa Cruz公司提供的CD29﹑CD34﹑CD44﹑CD45克隆抗體；美國(guó)R＆D公司提供的單大鼠白細(xì)胞介素1β（IL-1β）﹑腫瘤壞死因子α（TNF-α）酶聯(lián)免疫吸附法試劑盒等。
1.2 模型制備﹑實(shí)驗(yàn)組分組及處理
按照1 : 1: 1比例，將24只大鼠分為A組（正常組，n=8）﹑B組（模型組，n=8）和C組（治療組，n=8）。其中，A組不做任何處理。B組和C組腹腔內(nèi)注射體積分?jǐn)?shù)為0.1的水合氯醛300 mg/kg，進(jìn)行麻醉，常規(guī)消毒，將頸部皮膚縱向切開，對(duì)皮下組織及胸骨舌骨肌進(jìn)行鈍性分離，使氣管充分暴露。將配置的1 U/g PPE生理鹽水溶液一次性滴入氣管。閉合切口，直立旋轉(zhuǎn)大鼠，對(duì)雙側(cè)胸部進(jìn)行按摩，確保藥液在雙側(cè)肺部均勻分布。三組大鼠均以普通飼料持續(xù)喂養(yǎng)76天。隨后，治療組在尾靜脈注射3×106/ml BMSCs，其他兩組則注射等量的生理鹽水，繼續(xù)喂養(yǎng)2周后處死大鼠。
1.3 方法
大鼠剖腹，無(wú)菌條件下，使氣管和肺門充分暴露，在右主支管處，對(duì)右肺進(jìn)行結(jié)扎，以2 ml生理鹽水進(jìn)行左肺肺泡灌注，持續(xù)3次，將回收的肺泡灌洗液置入硅塑管內(nèi)。取1 ml肺泡灌洗液，做離心處理，收集細(xì)胞，計(jì)數(shù)。以ELISA試劑盒內(nèi)說(shuō)明書檢測(cè)IL-1β﹑TNF-α。
完成灌洗后，棄左肺，剖開右側(cè)肺，置入4℃ PBS中，洗去血液。右肺組織置入10%福爾馬林液，做48 h固定處理，右下葉置于凍存管，及時(shí)送冰凍切片。
1.4 觀察指標(biāo)
（1）觀察三組炎癥因子變化，包括IL-1β﹑TNF-α；（2）觀察三組血?dú)夥治鲋笜?biāo)變化，包括酸堿度（pH）﹑血氧飽和度（SaO2）﹑二氧化碳分壓（PCO2）﹑血氧分壓（PO2）。
1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理
使用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件分析本組研究中的數(shù)據(jù)資料。計(jì)量資料均用（±s）表示，以t檢驗(yàn)。P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2 結(jié)果
2.1 炎癥因子
B組IL-1β﹑TNF-α高于A組﹑C組，且C組高于A組（P＜0.05）。見表1。
表1 三組炎癥因子變化對(duì)比（ ±s）
注：1）P＜0．05，與A組、C組相比；2）P＜0．05，與A組相比
組別 例數(shù) IL-1β（ng/L） TNF-α（ng/L）A 組 8 37．2±25．2 1 552．5±135．6 B 組 8 210．0±23．61） 2 285．2±120．61）C 組 8 116．5±24．02） 1 859．5±155．62）
2.2 血?dú)夥治?/h3>
三組pH﹑SaO2﹑PCO2﹑PO2水平兩兩對(duì)比，結(jié)果差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見表2。
表2 三組血?dú)夥治鲋笜?biāo)對(duì)比（ ±s）
表2 三組血?dú)夥治鲋笜?biāo)對(duì)比（ ±s）
注：1）P＞0．05，與B組、C組相比；2）P＞0．05，與C組相比
組別 例數(shù) pH SaO2（%） PCO2（mmHg） PO2（mmHg）A 組 8 7．4±0．41） 96．2±1．61） 43．2±2．81） 78．2±5．21）B 組 8 7．3±0．42） 93．6±2．42） 42．9±4．32） 77．8±6．82）C 組 8 7．4±0．4 93．4±2．0 41．9±5．6 79．0±3．5
3 討論
COPD患病率較高，多數(shù)患者急性加重期極易合并肺性腦病﹑呼吸衰竭等嚴(yán)重病癥，病死率高[4]。而且，COPD的血?dú)飧淖儤O易累及臟腑中央﹑周圍氣道﹑肺實(shí)質(zhì)甚至肺血管，導(dǎo)致難以經(jīng)由機(jī)體自身的能力完成受損組織的完全修復(fù)[5]。當(dāng)前，臨床上多采用常規(guī)方法進(jìn)行治療，但多數(shù)患者生存時(shí)間仍較短，且無(wú)特效方法使受損肺功能完全恢復(fù)。
以往，臨床上有研究認(rèn)為，在COPD發(fā)生中，炎癥反應(yīng)發(fā)揮著重要的作用，巨噬細(xì)胞﹑中性粒細(xì)胞等炎癥細(xì)胞可導(dǎo)致出現(xiàn)蛋白水解和氧化應(yīng)激，破壞肺組織結(jié)構(gòu)。而BMSCs能在靶器官內(nèi)定植，這是其治療特定疾病發(fā)揮作用的首要條件。炎癥反應(yīng)會(huì)對(duì)自身骨髓干細(xì)胞釋放進(jìn)行刺激和誘導(dǎo)，促使這些細(xì)胞對(duì)損傷細(xì)胞進(jìn)行替換，這也是間充質(zhì)干細(xì)胞的損傷趨化性[6]。但是，這種自我修復(fù)作用有限，一旦機(jī)體損傷較為嚴(yán)重，破壞了內(nèi)源性修復(fù)機(jī)制，會(huì)導(dǎo)致組織損傷進(jìn)一步進(jìn)展。而若能采取積極措施，對(duì)外源性干細(xì)胞進(jìn)行移植，并輔以適宜誘導(dǎo)條件，可能對(duì)疾病進(jìn)展進(jìn)行逆轉(zhuǎn)[7]。
BMSCs能經(jīng)由直接或間接轉(zhuǎn)化成肺泡上皮細(xì)胞替代損傷細(xì)胞，從而對(duì)肺部疾病產(chǎn)生作用。此外，BMSCs還能與宿主細(xì)胞互相影響，對(duì)局部炎性因子進(jìn)行調(diào)節(jié)。BMSCs有著較好的免疫調(diào)節(jié)特性，能對(duì)樹突狀細(xì)胞﹑自然殺傷細(xì)胞﹑T淋巴細(xì)胞的活性進(jìn)行抑制，促使炎癥細(xì)胞因子分泌量減少，且能下調(diào)促炎癥反應(yīng)[8]。IL-1β﹑TNF-α為常見炎癥因子，其在COPD中表達(dá)水平提升，活性增強(qiáng)。本研究中，B組IL-1β﹑TNF-α高于A組﹑C組，且C組高于A組（P＜0.05）。提示BMSCs能減輕COPD炎癥反應(yīng)。
此外，三組pH﹑SaO2﹑PCO2﹑PO2水平兩兩對(duì)比，結(jié)果差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。現(xiàn)認(rèn)為，這可能是因?yàn)橛^察周期有限，尚不能認(rèn)定BMSCs不會(huì)影響COPD血?dú)庵笜?biāo)，今后仍需加大研究力度。
綜上所述，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞可影響慢性阻塞性肺疾病的血?dú)飧淖儯夷芤种蒲装Y反應(yīng)，需引起高度關(guān)注。
[1] 王鵬，聶強(qiáng)，馬琳，等． bFGF基因轉(zhuǎn)染BMSCs對(duì)COPD大鼠肺部炎癥因子表達(dá)的影響[J]． 實(shí)用醫(yī)學(xué)雜志，2016，45（3）：355-358．
[2] 趙悅，馬琳，彭珊珊，等． 堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子基因轉(zhuǎn)染大鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的基因表達(dá)[J]． 醫(yī)學(xué)研究生學(xué)報(bào)，2015，28（12）：1246-1251．
[3] 韓廣瑋，劉城城，高文宏，等． 大鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞對(duì)細(xì)菌性前列腺炎抑制作用的研究[J]． 中華男科學(xué)雜志，2015，21（4）：294-299．
[4] 孫沛，丁毅鵬． 慢性阻塞性肺疾病危險(xiǎn)因素及發(fā)病機(jī)理研究進(jìn)展[J]． 海南醫(yī)學(xué)，2015，43（9）：1324-1327．
[5] 葉蓁，王菁，李月川，等． 慢性阻塞性肺疾病患者臟層胸膜的病理改變 [J]． 天津醫(yī)藥，2017，59（1）：83-86．
[6] 馮鴻飛，孫念榮，羅強(qiáng)，等． 骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞移植對(duì)大鼠癲癇模型的免疫調(diào)節(jié)作用[J]． 現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進(jìn)展，2016，16（36）：7021-7024．
[7] 鄭景輝，袁肇凱，莫云秋，等． 心血瘀阻證模型大鼠心肌微環(huán)境p38信號(hào)通路的變化及在骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞移植中的作用[J]． 中醫(yī)雜志，2014，64（10）：875-878．
[8] 王俊艷，許建英． 骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞對(duì)肺氣腫大鼠轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1和腫瘤壞死因子α表達(dá)的影響[J]． 國(guó)際呼吸雜志，2015，35（5）：351-357．
