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目的:建立兔肾脏缺血再灌注损伤诱发的急性肾小管坏死动物模型,采用肾动脉灌注途径行自体骨髓单个核细胞和骨髓间充质干细胞肾动脉灌注治疗,观察自体骨髓单个核细胞和间充质干细胞能否归巢至损伤肾脏组织及其在肾组织中的分布,初步探讨移植细胞在肾缺血再灌注损伤修复中的作用及其可能的机制,并进行两种细胞对肾脏缺血再灌注损伤后肾脏功能修复的疗效比较。
方法:①、细胞分离纯化:氯化铵破碎红细胞联合贴壁培养法分离培养兔骨髓单个核细胞和骨髓间充质干细胞。②、骨髓间充质干细胞生物学特性鉴定:倒置相差显微镜下观察细胞生长及形态,免疫细胞化学染色鉴定细胞表面标记物CD34、CD105、CD106的表达。③、BrdU 标记移植细胞:BrdU 标记移植骨髓单个核细胞及骨髓间充质干细胞,观察标记率。④、兔体内实验:采用右肾切除联合左肾动脉缺血85分钟再灌注的方法制备兔肾缺血再灌注损伤模型,然后经右股动脉插管行自体骨髓单个核细胞及间充质干细胞肾动脉灌注治疗,分别在造模前及造模后3、7、14、21、28天行血生化检测、肾组织病理学分析及BrdU免疫组化分析。
结果:①、骨髓干细胞生物学鉴定:新鲜接种的BMMNCs主要为圆形,大小均一,4小时开始贴壁,接种24小时后即有少量圆形细胞贴壁,接种72小时贴壁细胞明显增多,部分已伸出伪足变为梭形,第7天左右细胞呈现克隆性生长,呈MSCs特征性的旋涡状生长,细胞形态多呈梭形,并含少量圆形细胞。P1-P3代细胞生长速度明显增快,细胞体积明显增大,多表现为长梭形、多角形,细胞形态及生长方向渐趋于一致。实验所采用的P3代细胞CD34染色均呈阴性反应,而CD105、CD106染色阳性细胞在>98%以上。②、移植细胞的标记:以20 μ mol/L的BrdU孵育骨髓单个核细胞72h及以30μmol/L的BrdU孵育骨髓MSCs72h的阳性标记率均达95%以上,而标记组细胞形态、生长和增殖与对照组未见明显异常。③、肾功能检测:造模前各组SCr、BUN值没有显著性差异,造模后第3天各组SCr、BUN值达最高水平,自第7天起两移植组SCr、BUN水平逐渐低于对照组,三组间差异有显著性,至第21天对照组SCr和BUN分别为(141.6±38.5)μ mol/L和(10.0±2.3)mmol/L,骨髓MSCs移植组SCr和BUN分别为(89.7±11.8)μ mol/L和(6.1±0.5)mmol/L,BMMNCs移植组SCr和BUN分别为(116.4±15.5)μ mol/L和(9.0±1.2)mmol/L,三组间有显著性差异。④、肾组织病理学观察:I/R损伤后各组肾小管上皮细胞变性、坏死甚至脱落,病变于肾皮质或皮髓交界处明显,而肾小球未见明显异常。随着时间延长,坏死肾小管逐渐修复,移植组修复程度明显好于对照组,且骨髓MSCs移植组肾组织的修复情况明显优于BMMNCs移植组。⑤、肾组织BrdU免疫组化分析:移植组于移植后第7天逐渐显示肾小管和部分肾小球BrdU阳性染色并持续至实验结束,随着时间的推移,阳性染色逐渐增强,阳性染色主要分布于肾组织的外髓质和皮髓交界处,部分肾小球也呈阳性染色,而对照组BrdU染色则呈阴性。
结论:①、经肾动脉灌注途径移植的骨髓干细胞能迁移并定居于肾脏,参与损伤肾脏结构和功能的修复。②、骨髓干细胞在移植第七天后即可进入肾脏,主要分布于肾脏的外髓区。③、兔肾脏缺血再灌注后,移植的骨髓单个核细胞和骨髓间充质干细胞均有一定的抑制肌酐和尿素氮升高、保护肾脏功能的作用。④、骨髓间充质干细胞对于肾脏缺血再灌注损伤后损伤修复的疗效优于骨髓单个核细胞。