人脐带间充质干细胞移植对IgA肾病小鼠肾功能的影响
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人脐带问充质干细胞移植对IgA肾病
小鼠肾功能的影响
孙洞箫,王志奇,周盾
(辽宁医学院附属第一医院,辽宁锦州121001)
摘要:目的观察人脐带间充质干细胞移植对I吕A肾病小鼠肾功能及肾组织的影响,并探讨其可能机制。方法SPF级雄性昆明小鼠60只,随机分为正常对照组、模型组和治疗组,各20只。模型组和治疗组用牛血清白蛋白灌胃、cCl4皮下注射、脂多糖尾静脉注射的方法制作IgA肾病模型。造模成功后,治疗组经尾静脉注射人脐带间充质干细胞0.5mE(含5x105个间充质干细胞),对照组、模型组经尾静脉注射生理盐水0.5mL。于治疗前及治疗后第7、21、56天。检测小鼠肾功能指标(血Cr、BUN、总蟹白及24h尿蛋白);处死小鼠取肾组织,行Masson染色观察肾组织病理变化,用免疫组化法检测肾组织中的VEGF。结果模型组小鼠均出现蛋白尿和血尿(15只小鼠出现镜下血尿,5只出现肉眼血尿);治疗组于第21天小鼠血尿有所消失。与模型组治疗后比较,治疗组肾组织Masson染色显示纤维化程度明显减轻、VEGF表达增强。治疗后第7、2I、56天,治疗组SCr、24h尿蛋白较模型组明显改善(P<0.05或0.01),在治疗后第56天治疗组BUN较模型组明显下降(P<0.OI)。结论人脐带间充质干细胞移植对lgA肾病小鼠肾功能具有保护作用.其机制可能与上调肾组织中VEGF表达有关。关键词:肾小球疾病;,gA肾病;脐带间充质干细胞;干细胞移植;肾功能;血管内皮生长因子;小鼠中图分类号:R692文献标志码:A文章编号:1002-266X(2012)264)036-03
IgA肾病是以反复发作性肉眼或镜下血尿,。肾小球系膜细胞增生,基质增多,球囊基底膜变形、裂
解伴广泛IgA沉积为特点的原发性肾小球疾病,是我国慢性肾小球肾炎中最常见的一种类型,约25%
的患者在确诊Ig肾病后5~25a发展成为终末期肾
疾病(ESRD)。迄今为止,本病的治疗仍定位在糖皮质激素、环磷酰胺、雷公藤多甙、血管紧张素转换
酶抑制剂(ACEI)等非特异治疗上,尚无满意的治疗
方案。因此,寻找新的抑制IgA沉积、促进肾小球功能恢复的治疗方法是目前的研究方向。近年的研究
结果¨3提示骨髓问充质干细胞(BMSCs)移植可能
是肾脏疾病的有潜力的治疗方法之一。人脐带间充质干细胞与BMSCs具有相似的生物学特性¨1,且其
来源更为广泛。2010年5月一2011年12月,我们
对tsA肾病模型小鼠静脉输注人脐带间充质干细胞,观察人脐带问充质干细胞移植对lgA肾病小鼠
肾功能及肾组织的影响。1材料与方法
1.1动物及主要试剂SPF级正常雄性昆明小鼠60只,雌雄不限,体质量25—40g,由辽宁医学院实验动物中心提供。人脐带间充质干细胞购自北京和泽生物科技有限公司,牛血清白蛋白(BSA)、脂多糖
基金项目:辽宁省科技厅科学技术计划项目(2010225034)。36(LP¥)购自北京宏捷成生物科技有限公司,四氯化碳(CCl.)购白天津市化学试剂三厂,血管内皮生长
因子(VEGF)试剂盒购自北京博奥森公司。山羊抗
大鼠IgA抗体购自美国Bethyl公司。1.2实验方法
1.2.1动物分组及造模将60只小鼠按随机数字
表法分为对照组、模型组和人脐带间充质干细胞治疗组(治疗组),各20只,后两组根据文献¨1报道的
建模方法经过改良建立lgA肾病小鼠模型:BSA400ms/kg隔天灌胃、连续6周,CCI。0.3mL/100g皮下注射、连续9周,LPS0.05mg/kg尾静脉注射、第6和第8周。对照组正常饮食和生活,不予干预。1.2.2人脐带间充质干细胞输注方法经实验室
检查及肾组织病理观察确认造模成功后,治疗组经尾静脉注射人脐带血问充质干细胞0.5mL(含间充
质干细胞5×105个),对照组、模型组分别经尾静脉注射生理盐水0.5mL。1.2.3肾功能指标检测治疗后第0(To)、7(T7)、21(T2。)、56(T钳)天分别取小鼠静脉血(对照组在同一时点取血),用全自动生化分析仪检测其血清白
蛋白(ALB)、BUN、SCr。将各组小鼠装入代谢笼,收集24h尿量,观察血尿情况,用考马斯亮蓝法行24h尿蛋白测定。
1.2.4肾组织病理观察治疗后第7、21、56天,每
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组各随机抽取5只小鼠(对照组同理),乙醚麻醉
后,沿腹中线切开取出肾脏,沿冠状线将其分为两半,再沿冠状面将肾脏继续切分,取外围肾皮质一部
分做冰冻切片,行免疫荧光IgA检测,荧光显微镜下
观察、摄像;另一部分常规光镜检查,用100mL/L的中性甲醛固定,石蜡包埋,4斗m厚切片,Masson
染色,观察系膜区有无增生和增宽。
1.2.5肾组织中VEGF检测取动物的肾皮质。
新鲜肾组织采用聚乙二醇和聚乙烯醇的水溶性混合物(OCT)包埋,冰冻切片厚4岬,PBS洗3次,室温
下晾干,采用免疫组化sP法染色,检测肾组织中
VEGF。按试剂说明书操作。采用Image・ProPlus
(IPP)图像分析系统对免疫组化图像进行半定量分
析,根据所染色(棕黄色)区域的累积光密度及面积比值为其平均光密度(IOD,代表VEGF在该组织中
平均表达量)。
1.3统计学方法采用SPSSl3.0统计软件。计
量资料用x±s表示,予以单因素方差分析、KSD—t检验。P≤0.05为差异有统计学意义。
2结果2.1各组肾功能变化治疗后各时点三组24h尿
蛋白量见表1,ALB、BUN、SCr比较见表2。模型组、
治疗组在造模后均出现血尿,其中25只为肉眼血
尿。治疗组输入人脐带间充质干细胞后第2l天血尿有所消失。表1三组治疗后各时点24h尿蛋白量比较(g/d,j±f)
组别尿蛋白T0LT2一k对照组2.95±O.162.81t0.242.89t0.152.83±0.22’模型组12.81±O.961i.99±1.1711.76tI.4611.45±1-81塑壁望!!:!!!!:堑!:!!!!:i!:!:竺:!:丝!!:!!:!二!!:
注:与模型组相同时点比较,‘P<0.01,6P<O.052.2各组小鼠肾组织病理变化对照组肾组织正
常。模型组于T7、T2。、T弱行免疫荧光染色,在系膜区观察到IgA沉积。Masson染色后可见系膜细胞
增生、系膜基质增多。治疗组治疗后T7时病理变化
与模型组相似,T2,时免疫荧光可见系膜区IgX沉积减轻、Masson染色可见系膜细胞增生及系膜基质增多情况改善,氏时模型组系膜细胞及系膜基质增
生,肾间质纤维化程度严重,治疗组显示系膜基质损害程度减轻。
2.3各组肾组织中VEGF表达变化见表3。3讨论
IgA肾病的发病及病情的反复,与上呼吸道、胃
肠道和泌尿系等黏膜感染有关。在黏膜感染初期,
血清中多聚IgA明显增加,[gA肾病时系膜区沉积表2三组治疗后各时点BUN、SCr比较(i-t-t[)
注:与模型组相同时点比较.‘P(0.05,“P<0.01;与对照组相同时点比较,’尸<0.05表3三组治疗后各时点肾组织中VEGF表达变化(IOD,x-1-¥)
VEGF组别—_i■——17———瓦———瓦1012l1靳对照组0.30±0.004’0.31t0.007‘0.31t0.002。0.31±0.005’模型组0.18t0.0440.20t0.0390.18t0。0120.19t0.032治疗组0.18±0.0340.22t0.0730.32t0.0043。0.31±0.053’注:与模型组、治疗组相同时点比较,‘P<0.05;与模型组相同时点比较.乍(O.05的lsA主要为多聚IgA,推测肾脏沉积的IgA可能来源于黏膜浆细胞或淋巴细胞。I酚肾病模型小鼠中
肾脏改变为肾小球肿胀,肾小球系膜细胞及系膜基质增生,体积增大,肾间质纤维化,不同程度的肾小
球硬化14J。但病变程度不一。病变严重者可以出
现肾小球囊壁上皮增生,新月体形成,毛细血管塌
陷、节段性毛细血管袢坏死、透明样变性及肾小球硬
化,肾小管坏死、萎缩,问质中单核细胞浸润及不同程度的纤维化,小动脉出现与高血压及年龄不成比
例的透明样变性。IgA肾病均会出现镜下血尿及不
同程度的肉眼血尿,同时伴有蛋白尿及肾功能改变。人脐带问充质干细胞有分化发育成机体任一组
织器官的能力bJ。其生物学特性有以下几点:①多能性或者全能性;②自我更新能力;③高度增殖能
力;④免疫二元性,可以抑制不同物种间的免疫排斥反应|6’“,同时对同种异体屏障具有免疫耐受性。
另外,许多研究显示悼瑚J,不论损伤的是何种组织,
其均具有选择性的归巢到损伤部位的性能。这一归
巢能力在创伤恢复和组织再生中已被证实¨“。在注入一定数量的间充质千细胞后,干细胞会很快定
植到受损肾小球区域,这些细胞会通过分泌一些细
胞因子和体液因子如VEGF、肝细胞生长因子以及
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万方数据胰岛素样生长因子.1等¨…,刺激肾干(祖)细胞,并营造出适合的微环境,使之向受损的。肾脏组织细胞分化。除了分泌这些因子之外,问充质干细胞的微
泡还可以通过mRNA转移来激活受损肾小管细胞
中仍存在的部分增殖潜能¨L“1,间充质干细胞分泌出微泡,微泡再以旁分泌形式的功能来修复受损肾小管。同时,间充质干细胞对血管的发生、再生以及
血管内皮的修复具有重要作用¨“。这可以支持间充质干细胞可以定植于肾脏,并参与肾组织的修复
和再生的理论。
本实验中在IgA肾病模型小鼠输注人脐带间充质干细胞后,其肾功能逐渐得到恢复,肾组织纤维化程度减轻,肾小球系膜增生程度减轻。可见对于
lgA肾病模型,人脐带间充质干细胞静脉输注可以修复其受损肾组织,保护肾功能。
基于间充质干细胞对血管的发生、再生以及血管内皮修复有重大作用,我们对IgA肾病模型小鼠
肾组织中VEGF的表达变化进行观察。VEGF是血管内皮细胞特异性有丝分裂原,具有促进血管内皮
细胞增殖分裂、新生血管形成和侧支循环开放等作用。研究发现,间充质干细胞可大量分泌VEGF¨“,
并上调VEGFmRNA的表达。后者可促使肾小球新生血管形成,加速肾小球的再生与恢复。本研究实
验结果显示,模型组。肾组织中VEGF表达水平降低,治疗组VEGF表达水平增加。我们推断,静脉输入
人脐带问充质干细胞可以上调IgA肾病模型小鼠肾组织中VEGF的表达水平,促进受损肾小球再生血
管增加,并定植于受损部位,改变受损部位的微环境,使肾脏干(祖)细胞重新分化,从而达到治疗IgA
肾病的作用。可见,VEGF为肾组织再生与修复的重要保护因子,人脐带间充质干细胞对IgA肾病的
治疗作用是通过调控VEGF表达水平来实现的。
总之,采用人脐带间充质干细胞治疗后,IgA肾病小鼠模型的临床症状明显减轻,血尿、蛋白尿基本消失,光镜下肾组织结构基本恢复正常,可以认为人
脐带间充质干细胞静脉输注对XgX肾病小鼠肾功能具有保护作用,其机制与上调肾组织中VEGF表达有关。
参考文献:
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