骨髓來源細胞參與放創(chuàng)復合傷組織修復的實驗研究.pdf

1、核武器爆炸、核輻射事故和核恐怖襲擊等情況下，常發(fā)生放射損傷合并創(chuàng)傷的復合傷，稱為放創(chuàng)復合傷(Combined radiation and wound injury，CRWI)，平時亦可見于腫瘤手術放療患者。CRWI不同于單純放射損傷或單純機械創(chuàng)傷，具有“一傷為主”、“復合效應”的特點，即放射損傷在整體臨床表現(xiàn)和病情發(fā)展中起主導作用，同時不同性質(zhì)損傷因素所引發(fā)的整體效應不是單一傷的簡單相加，而是形成獨特的“復合效應”。相同照射劑量條件下，

2、CRWI在分子水平、細胞水平、組織水平受到的損傷均不同于單純放射損傷，有其特有特點，整體傷情也變得更加復雜，更容易引起多臟器功能障礙和多器官功能衰竭，從而導致更高的死亡率。目前針對CRWI尚缺乏理想的治療方法。干細胞移植在再生醫(yī)學、組織工程學等領域的成功應用為CRWI的治療開辟了新的思路。骨髓來源細胞(Bone marrow-derived cells，BMDCs)中含有多種不同類型的成體干細胞，其中造血干細胞(Hematopoieti

3、c stem cells，HSCs)可以治療輻射早期造成的造血功能損害，間充質(zhì)干細胞(Mesenchymal stem cells，MSCs)可通過多向分化和分泌多種細胞因子參與受損組織修復。國內(nèi)外實驗研究表明，不同類型的BMDCs亞群，包括MSCs、HSCs、單核/巨噬細胞等均可參與放射損傷后的組織器官修復。以往有大量研究將骨髓來源干細胞應用于放射損傷治療，在急性放射病患者治療中起了重要作用，但是對于BMDCs參與CRWI修復的作用和

4、機制研究很少，尚未完全闡明。據(jù)此，本課題首先研究了外源性BMDCs對CRWI的治療作用，進而通過對BMDCs在小鼠CRWI模型中的定植分布特點和細胞表型的研究為CRWI治療提供依據(jù)。本課題主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　1.首先構建C57BL/6J小鼠CRWI模型，通過尾靜脈移植同品系增強型綠色熒光蛋白(Enhanced green fluorescent protein，EGFP)轉(zhuǎn)基因小鼠骨髓來源細胞，檢測其對CRWI小鼠的治療

5、效應，發(fā)現(xiàn)BMDCs移植后7天、15天、30天外周血GFP+細胞占外周血全部有核細胞比率分別為54.5±7.0％，91.6±4.5％和90.9±3.1％。BMDCs移植有效緩解了CRWI造成的外周血細胞降低，多種臟器病理損害和體重下降等損傷效應，并能促進CRWI創(chuàng)面肉芽組織細胞增殖，新生血管形成以及膠原沉積和成熟，加快了創(chuàng)面的愈合速度。
　　2.進一步研究了BMDCs在CRWI組織臟器中定植分布特點。構建了CRWI、單純放射傷、單

6、純創(chuàng)傷等多種不同損傷模型，比較研究了不同損傷模型條件下BMDCs參與組織修復的情況。首先，通過活體流式細胞儀（In vivo flow cytometry，IVFC）檢測研究發(fā)現(xiàn)CRWI后或放射損傷后移植的BMDCs可以在受體外周血中長期穩(wěn)定存在并發(fā)生增殖，而在未受到放射損傷的動物外周血中不能實現(xiàn)長期嵌合，移植18天即難以檢測到供體細胞;進而，通過免疫組化染色我們發(fā)現(xiàn)，BMDCs移植后7天在受體骨髓、肝臟、肺臟、腸道、皮膚等多種器官組織

7、都有明顯定植，15天細胞定植數(shù)量進一步增多，在30天時仍能檢測到大量外源性BMDCs定植，而非放射損傷動物各臟器在7天以后僅有很少或難以檢出外源性BMDCs。此外，我們發(fā)現(xiàn)，CRWI后和單純放射傷后外源性BMDCs在腸道、皮膚創(chuàng)面中具有優(yōu)勢分布的特點，而且CRWI組的定植細胞明顯多于單純放射傷組。在此基礎上，我們進一步檢測了腸道、皮膚部位定植細胞的表面標志，分析了幾種不同細胞亞群在損傷修復過程中起到的作用，研究發(fā)現(xiàn)CRWI后腸道、皮膚主

8、要定植類型為CD45+造血來源細胞和vimentin+間質(zhì)來源細胞;α-平滑肌肌動蛋白(α-smooth muscle actin，α-SMA)陽性細胞和CD68+巨噬細胞在腸道、皮膚創(chuàng)面定植很少，提示BMDCs中造血來源細胞和間質(zhì)來源細胞可能在參與CRWI后腸道和皮膚組織修復中發(fā)揮了較為重要的作用，而外源性α-SMA+細胞和巨噬細胞在組織修復中作用可能不顯著。
　　結(jié)論:本研究通過對CRWI小鼠模型移植外源性EGFP轉(zhuǎn)移因小鼠B

9、MDCs成功建立嵌合體模型，發(fā)現(xiàn)全身移植BMDCs對于CRWI具有整體治療效應，可同時促進造血恢復和局部創(chuàng)面愈合，并可減輕多種組織器官的病理損害;應用活體流式細胞儀首次證實移植的外源性骨髓細胞可在復合傷動物外周血實現(xiàn)長期穩(wěn)定嵌合，并在多種組織器官長期定植，還發(fā)現(xiàn)定植細胞在腸道和皮膚創(chuàng)面具有優(yōu)勢分布的特點;進一步通過細胞表面標志物分析，初步揭示骨髓CD45+和vimentin+細胞亞群可能在復合傷腸道和皮膚組織修復中發(fā)揮了重要作用，而外源