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目的: 构建TGF-β基因沉默和Smad4基因沉默的慢病毒,转染BMSCs细胞进行构建TGF-β基因沉默细胞模型,转染ICR小鼠进行构建Smad4基因沉默的动物模型,观察调控TGF-β和Smad4基因对VV感染后小鼠及BMSCs治疗后的TGF-β、Smad4的蛋白及mRNA的影响,内皮损伤因子sICAM-1、sVCAM-1、sP-selection、sE-selection、炎症因子TNF-α、IL-6蛋白的影响,阐述TGF-β/Smad4信号通路在BMSCs对肺组织损伤和血管内皮细胞损伤保护中的作用和机制。 方法: 1.采用全骨髓贴壁培养法分离培养骨髓间充质干细胞,并通过特异性抗体CD29抗体、CD90抗体、CD34抗体免疫荧光染色对其进行鉴定。 2.构建TGF-β基因沉默和Smad4基因沉默的慢病毒,将TGF-β基因沉默慢病毒转染BMSCs细胞进行构建TGF-β基因沉默细胞模型,通过绿色荧光蛋白验证慢病毒载体的转染效率,用Smad4基因沉默的慢病毒转染ICR小鼠,分别以Westernb lot、ELISA和Real-time PCR技术检测 TGF-β和Smad4蛋白和mRNA的表达情况。 3.构建创伤弧菌脓毒症小鼠模型,应用BMSCs和携带TGF-β siRNA的BMSCs进行干预,将小鼠随机分为生理盐水对照组(NS组)、生理盐水+BMSCs对照组(NSB组)、VV脓毒症组(VV组)、VV脓毒症+BMSCs治疗组(VVB组)、VV脓毒症+BMSCs-GFP治疗组(VVG组)、VV脓毒症+BMSCs-TGF-β siRNA治疗组(VVT组);构建Smad4基因沉默的创伤弧菌脓毒症小鼠模型,应用BMSCs进行干预,将小鼠随机分为生理盐水对照组(NS组)、VV脓毒症组(VV组)、VV+Smad4siRNA组(SRV组)、VV脓毒症+BMSCs治疗组(VVB组)、VV+Smad4siRNA+BMSCs治疗组(SRVB组),用Western blot、ELISA和Real-time PCR技术观察TGF-β、Smad4蛋白和mRNA的变化,用ELISA法观察炎症因子TNF-α、IL-6蛋白的变化,用HE及透射电镜观察肺组织病理变化特点。 4.构建创伤弧菌脓毒症小鼠模型,应用BMSCs和携带TGF-β沉默的BMSCs进行干预;将小鼠随机分为生理盐水对照组(NS组)、生理盐水+BMSCs对照组(NSB组)、VV脓毒症组(VV组)、VV脓毒症+BMSCs治疗组(VVB组)、VV脓毒症+BMSCs-GFP治疗组(VVG组)、VV脓毒症+BMSCs-TGF-β siRNA治疗组(VVT组);构建Smad4基因沉默的创伤弧菌脓毒症小鼠模型,应用BMSCs进行干预,将小鼠随机分为生理盐水对照组(NS组)、VV脓毒症组(VV组)、VV+Smad4siRNA组(SRV组)、VV脓毒症+BMSCs治疗组(VVB组)、VV+Smad4siRNA+BMSCs治疗组(SRVB组),用ELISA法观察内皮损伤因子sICAM-1、sVCAM-1、sP-selection、sE-selection蛋白的变化,用透射电镜观察肺血管内皮细胞的变化特点,用Tunel法观察细胞凋亡情况,用免疫荧光双染观察Smad4在血管内皮内皮细胞上的表达情况。 结果: 1.细胞进行特异性抗体CD29抗体、CD90抗体、CD34抗体免疫荧光染色后显微镜观察,可见镜下细胞显示CD29抗体(绿色荧光)阳性,CD90抗体(红色荧光)阳性,CD34抗体阴性。提示提取培养细胞为骨髓间充质干细胞。 2.通过荧光显微镜观察绿色荧光蛋白,各转染慢病毒载体组转染效率均在90%以上;通过ELISA和Real-time PCR结果显示TGF-β在TGF-β基因沉默慢病毒载体转染BMSCs细胞组中表达量明显降低,与其它组有显著性差异(p<0.05);通过Western-blot和Real-time PCR结果显示Smad4在Smad4基因沉默的ICR小鼠动物模型中表达量明显降低,与其他组有显著差异(p<0.05)。 3.应用携带TGF-β沉默的BMSCs对创伤弧菌小鼠进行干预后和应用BMSCs干预Smad4基因沉默的创伤弧菌脓毒症小鼠模型后,与NS组相比,SRV组和VV组小鼠肺组织TGF-β表达升高(p<0.05),Smad4表达明显降低(p<0.05),12h达峰值,小鼠血清中炎症因子TNF-α、IL-6蛋白水平均升高(p<0.05);与VV组相比,VVB和VVG组小鼠12h、24h、48h肺组织TGF-β和Smad4表达明显升高(p<0.05),小鼠血清中炎症因子TNF-α、IL-6蛋白水平明显降低(p<0.05),VVT组未见明显变化(p>0.05)。光镜下和透射电镜下观察NS组和NSB组病理学变化并不明显,VV组肺组织损害明显,12h达高峰,VVB和VVG组肺组织损害减轻, SRVB组和VVT组肺组织损害未见明显改善。 4.应用携带TGF-β沉默的BMSCs对创伤弧菌小鼠进行干预后和应用BMSCs干预Smad4基因沉默的创伤弧菌脓毒症小鼠模型后,,与NS组相比,SRV组和VV组小鼠透射电镜结果显示血管内皮细胞肿胀、空泡变、破裂,内皮细胞之间的紧密连接裂开,Tunel结果显示细胞凋亡增加,小鼠血清中内皮损伤因子sICAM-1、sVCAM-1、sP-selection、sE-selection蛋白明显升高(p<0.05),免疫荧光结果显示Smad4在血管内皮细胞的表达减少。与VV组相比,VVB和VVG组小鼠透射电镜结果显示血管内皮细胞损伤减轻,Tunel结果显示细胞凋亡减少,小鼠血清中内皮损伤因子sICAM-1、sVCAM-1、sP-selection、sE-selection蛋白明显降低(p<0.05),免疫荧光结果显示Smad4在血管内皮细胞的表达增加,SRVB组和VVT组上述损伤改变并不明显。 结论: BMSCs细胞分离培养成功,TGF-β基因沉默细胞模型和Smad4基因沉默的动物模型构建成功,BMSCs对创伤弧菌脓毒症导致的肺组织损伤和血管内皮细胞损伤具有保护作用,而携带TGF-β沉默的BMSCs则不能有效发挥作用,在Smad4基因沉默的动物模型中BMSCs也不能有效发挥作用,因此我们推测BMSCs能有效抑制炎症因子水平和内皮细胞凋亡,防止肺组织损伤和血管内皮细胞的损伤,其机制可能与TGF-β/Smad4信号通路作用有关。