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目的：建立顺铂(cisplatin)诱导的大鼠急性肾损伤(acute kidney injury,AKI)和慢性纤维化实验模型,应用人脐带间质干细胞(human umbilicalcord mesenchymal stem cells,hucMSCs)移植观察其疗效。采用免疫组织化学、病理学、分子生物学等技术找寻hucMSCs修复AKI和抗间质纤维化的机制,为临床应用hucMSCs治疗肾损伤提供有效的实验依据。
方法：大鼠肾损伤模型的建立采用腹腔注射顺铂的方法,注射剂量为6mg／kg体重。在注射的0d、2d、5d、7d、10d采集大鼠尾静脉血,测定血清肌酐(Cr)和尿素氮(BUN),并经肾组织HE染色等评价急性肾损伤程度。分别于顺铂注射后1周、2周、3周、4周、6周和8周观察慢性迁延性肾损伤,运用血清学、HE染色和Masson’s三色染色等评价慢性肾纤维化的形成。于顺铂注射后24h将2.0×106hucMSCs经尾静脉输注入肾损伤大鼠模型,分别于损伤0d、2d、5d、7d、10d、15d、21d、4周、6周、8周采集尾静脉血检测Cr、BUN,综合运用分子生物学、免疫组织化学、病理学、定量RT-PCR、western blot等技术,与未移植hucMSCs组对比,评价hucMSCs对AKI的治疗效果并找寻修复机制；观察hucMSCs能否通过对早期AKI的修复阻止后期的慢性肾纤维化的发生及其可能的机制。
结果：hucMSCs移植组较对照组Cr、BUN水平显著降低(p<0.05)；病理结果显示移植组肾组织炎症细胞浸润及充血情况明显好于对照组；TUNEL实验结果显示,hucMSCs能有效减低肾小管细胞的凋亡,而增殖细胞核抗原(PCNA)免疫组化结果则显示hucMSCs可提高损伤部位肾小管上皮细胞的增殖能力；实时定量RT-PCR检测发现移植组肾组织细胞凋亡相关基因caspase-3以及IL-1β、TNF-α等炎症因子的mRNA表达降低。此外,hucMSCs移植能降低Bax的表达,增加Bcl-2的表达,从而降低Caspase3的活化,减少细胞凋亡；hucMSCs移植减少了细胞色素C(Cyt-C)从线粒体释放到细胞浆中,并能抑制脂质的过氧化,使丙二醛(MDA)的含量明显降低,从而保护了肾细胞的线粒体。此外,顺铂损伤4周显示明显的肾间质纤维化,Masson’s三色染色显示hucMSCs移植后能明显减少了肾脏间质胶原的沉积:RT-PCR在mRNA水平上揭示α-SMA、vimentin、slug的表达降低,而E-cadherin的表达增加；用western blot和免疫组织化学在蛋白水平检测了α-SMA和vimentin的表达,得出了和mRNA水平一致的结果。
结论：hucMSCs通过抗炎症、促增殖及对线粒体的保护而抑制凋亡,有效地改善由顺铂引起的大鼠的AKI；hucMSCs能通过对大鼠AKI的修复而减少损伤后期纤维化的形成,抑制EMT的形成。总之,hucMSCs可作为急性和慢性肾损伤治疗的理想细胞来源。