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目的:研究肌肉注射人脐带间充质干细胞对阿霉素诱导的扩张型心肌病大鼠肾损伤的影响,评估人脐带间充质干细胞治疗的安全性。
方法:100只SPF级健康SD大鼠随机分为2组:正常对照组(15只)和扩张型心肌病组(简称DCM组,85只)。DCM组大鼠采用2mg/kg阿霉素每周1次,连续8周建立扩张型心肌病模型。模型建立成功2周后,成活的60只大鼠随机分为DCM模型对照组(DMEM组,2mlDMEM);hUC-MSCs低剂量组(低剂量组,1×106hUC-MSCs);hUC-MSCs高剂量组(高剂量组10×106hUC-MSCs)。干细胞治疗4周后,心脏超声评估大鼠心功能;酶联免疫竞争法(EIA)检测血浆BNP水平;ELISA测定治疗前后尿血Cys-C及NGAL,尿mAlb,α1-MG,β2-MG含量变化;取大鼠肾脏组织HE、PAS染色观察肾脏病理变化、电镜检测肾脏微结构变化。
结果:在hUC-MSCs移植4周后,心脏超声提示低剂量组与高剂量组大鼠左室射血分数(LVEF)与治疗前对比明显上升(66.10±1.93升至72.27±2.44,P<0.01;66.31±2.97升至70.92±2.68,P<0.01);左室短缩率(LVFS)前后对比也出现上升(31.00±1.71升至34.96±2.08,P<0.05;31.57±2.45升至33.49±2.19,P<0.05);DMEM组大鼠LVEF及LVFS改变不明显(P>0.05)。大鼠血浆BNP水平明显下降(低剂量组352.68±41.25降至202.68±20.38pg/ml,P<0.01;高剂量组355.79±48.32降至193.62±15.41pg/ml,P<0.01);DMEM组则继续上升(365.42±61.81升至431.26±52.80pg/ml,P<0.05)。与正常组比较,肌注hUC-MSCs前DCM组微量白蛋白(mAlb)、α1微球蛋白(α1-MG)、β2微球蛋白(β2-MG)、胱抑素C(Cys-c)、中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(NGAL)水平明显升高(P<0.01);肌肉注射hUC-MSCs4周后低剂量组及高剂量组大鼠mAlb、α1-MG、β2-MG、Cys-c及NGAL水平较治疗前明显下降(P<0.01);DMEM组较治疗前呈上升趋势(P>0.05);正常组前后对比无显著差异(P>0.05);hUC-MSCs治疗后,高剂量、低剂量及DMEM组均明显高于正常组(P<0.05),DMEM组水平均高于高剂量及低剂量组(P<0.05),高低剂量组之间治疗后无明显差异(P>0.05)。肾脏病理损伤评分示正常组0.63±0.23,DMEM组18.29±1.42,hUC-MSCs低治疗组11.13±1.24,hUC-MSCs高剂量治疗3.41±0.25,与正常组比较,DMEM组、低剂量组及高剂量组病理损伤评分显著升高(p<0.01);与DMEM组比较,hUC-MSCs治疗组损伤评分明显下降(P<0.05),且不同剂量hUC-MSCs治疗组间差异有统计学意义(p<0.05)。肾脏电镜示正常组基本正常;DMEM组脏层上皮细胞肿胀,空泡变性,足突大部分融合,肾间质可见胶原纤维沉积,肾小管上皮细胞坏死,微绒毛紊乱、脱落,线粒体肿胀、数量减少;hUC-MSCs低剂量治疗组足细胞大部分融合,小管上皮细胞空泡变性,部分坏死,可见部分微绒毛脱落;线粒体肿胀,部分区域数目减少;间质及小管区域可见炎细胞浸润;hUC-MSCs高剂量治疗组足突阶段性融合,大部分保存良好,小管上皮细胞轻度空泡变性,微绒毛大部分排列整齐,线粒体结构未见异常;未见炎症细胞浸润和胶原纤维沉积。与正常组比较,DMEM组及不同剂量hUC-MSCs治疗组肾脏损伤明显,hUC-MSCs治疗组较DMEM组稍有改善,但不同剂量hUC-MSCs治疗组间无明显差异。
结论:人脐带间充质干细胞可改善阿霉素扩张型心肌病相关的肾功能损伤。
方法:100只SPF级健康SD大鼠随机分为2组:正常对照组(15只)和扩张型心肌病组(简称DCM组,85只)。DCM组大鼠采用2mg/kg阿霉素每周1次,连续8周建立扩张型心肌病模型。模型建立成功2周后,成活的60只大鼠随机分为DCM模型对照组(DMEM组,2mlDMEM);hUC-MSCs低剂量组(低剂量组,1×106hUC-MSCs);hUC-MSCs高剂量组(高剂量组10×106hUC-MSCs)。干细胞治疗4周后,心脏超声评估大鼠心功能;酶联免疫竞争法(EIA)检测血浆BNP水平;ELISA测定治疗前后尿血Cys-C及NGAL,尿mAlb,α1-MG,β2-MG含量变化;取大鼠肾脏组织HE、PAS染色观察肾脏病理变化、电镜检测肾脏微结构变化。
结果:在hUC-MSCs移植4周后,心脏超声提示低剂量组与高剂量组大鼠左室射血分数(LVEF)与治疗前对比明显上升(66.10±1.93升至72.27±2.44,P<0.01;66.31±2.97升至70.92±2.68,P<0.01);左室短缩率(LVFS)前后对比也出现上升(31.00±1.71升至34.96±2.08,P<0.05;31.57±2.45升至33.49±2.19,P<0.05);DMEM组大鼠LVEF及LVFS改变不明显(P>0.05)。大鼠血浆BNP水平明显下降(低剂量组352.68±41.25降至202.68±20.38pg/ml,P<0.01;高剂量组355.79±48.32降至193.62±15.41pg/ml,P<0.01);DMEM组则继续上升(365.42±61.81升至431.26±52.80pg/ml,P<0.05)。与正常组比较,肌注hUC-MSCs前DCM组微量白蛋白(mAlb)、α1微球蛋白(α1-MG)、β2微球蛋白(β2-MG)、胱抑素C(Cys-c)、中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(NGAL)水平明显升高(P<0.01);肌肉注射hUC-MSCs4周后低剂量组及高剂量组大鼠mAlb、α1-MG、β2-MG、Cys-c及NGAL水平较治疗前明显下降(P<0.01);DMEM组较治疗前呈上升趋势(P>0.05);正常组前后对比无显著差异(P>0.05);hUC-MSCs治疗后,高剂量、低剂量及DMEM组均明显高于正常组(P<0.05),DMEM组水平均高于高剂量及低剂量组(P<0.05),高低剂量组之间治疗后无明显差异(P>0.05)。肾脏病理损伤评分示正常组0.63±0.23,DMEM组18.29±1.42,hUC-MSCs低治疗组11.13±1.24,hUC-MSCs高剂量治疗3.41±0.25,与正常组比较,DMEM组、低剂量组及高剂量组病理损伤评分显著升高(p<0.01);与DMEM组比较,hUC-MSCs治疗组损伤评分明显下降(P<0.05),且不同剂量hUC-MSCs治疗组间差异有统计学意义(p<0.05)。肾脏电镜示正常组基本正常;DMEM组脏层上皮细胞肿胀,空泡变性,足突大部分融合,肾间质可见胶原纤维沉积,肾小管上皮细胞坏死,微绒毛紊乱、脱落,线粒体肿胀、数量减少;hUC-MSCs低剂量治疗组足细胞大部分融合,小管上皮细胞空泡变性,部分坏死,可见部分微绒毛脱落;线粒体肿胀,部分区域数目减少;间质及小管区域可见炎细胞浸润;hUC-MSCs高剂量治疗组足突阶段性融合,大部分保存良好,小管上皮细胞轻度空泡变性,微绒毛大部分排列整齐,线粒体结构未见异常;未见炎症细胞浸润和胶原纤维沉积。与正常组比较,DMEM组及不同剂量hUC-MSCs治疗组肾脏损伤明显,hUC-MSCs治疗组较DMEM组稍有改善,但不同剂量hUC-MSCs治疗组间无明显差异。
结论:人脐带间充质干细胞可改善阿霉素扩张型心肌病相关的肾功能损伤。