急性肺損傷后內(nèi)源性肺干-祖細(xì)胞的動(dòng)態(tài)變化及其修復(fù)作用.pdf

1、肺臟作為體內(nèi)最重要的器官之一,由于其獨(dú)特的解剖結(jié)構(gòu)和外界相通的特性,是各種損傷后極易受損的靶器官。創(chuàng)傷感染引發(fā)的急性肺損傷(acutelunginjury,ALI)和急性呼吸窘迫綜合征(acuterespiratorydistresssyndrome,ARDS)是造成創(chuàng)傷患者死亡的重要原因。ALI/ARDS后炎細(xì)胞的激活和炎性因子的釋放可以導(dǎo)致氣血屏障的破壞,從而造成肺氧合功能障礙。因此,氣血屏障的結(jié)構(gòu)和功能修復(fù)是ALI/ARDS治療成

2、功的關(guān)鍵。目前的治療方法如控制感染、保護(hù)性機(jī)械通氣等均為對(duì)癥支持治療,僅能改善患者癥狀,而不能從根本上促進(jìn)氣血屏障的修復(fù)。近年研究發(fā)現(xiàn),雖然外源性干細(xì)胞(間充質(zhì)干細(xì)胞、內(nèi)皮祖細(xì)胞等)移植可以提高動(dòng)物存活率、減輕炎癥反應(yīng),改善肺功能,但最終在肺內(nèi)定植的干細(xì)胞非常少,提示外源性干細(xì)胞對(duì)肺組織的直接修復(fù)損傷作用很弱。因此,在目前的條件下,外源性干細(xì)胞治療也不能通過(guò)肺組織的修復(fù)和再生來(lái)達(dá)到治療ALI/ARDS的目的。
　　新近研究認(rèn)為,肺

3、內(nèi)不同解剖部位存在著不同類型的干/祖細(xì)胞,常見(jiàn)的肺干/祖細(xì)胞主要有以下幾種:氣管粘膜下腺導(dǎo)管處的導(dǎo)管細(xì)胞、氣管處的基底細(xì)胞、細(xì)支氣管分叉和細(xì)支氣管肺泡連接(bronchioalveolarductjunction,BADJ)處的變異CCSP表達(dá)細(xì)胞(variantCCSP-expressingcells,vCEs)、BADJ處的細(xì)支氣管肺泡干細(xì)胞(bronchioalveolarstemcells,BASC)、肺泡上皮處的II型肺泡上皮

4、細(xì)胞(alveolartype2cells,AT2)。越來(lái)越多的研究表明,各種損傷后不同類型的肺干/祖細(xì)胞可以遷移、增殖并分化為損傷的細(xì)胞,具有一定的修復(fù)能力,是肺組織修復(fù)的重要細(xì)胞來(lái)源。但ALI后內(nèi)源性肺干/祖細(xì)胞的動(dòng)態(tài)變化及其修復(fù)作用尚未明確,因此本課題以AT2、vCEs和克拉拉細(xì)胞為研究對(duì)象,明確ALI后以上各細(xì)胞的動(dòng)態(tài)變化,探討其主要修復(fù)作用和可能機(jī)制,旨在從內(nèi)源性肺干/祖細(xì)胞角度為ALI后肺組織修復(fù)提供新思路,從而有效提高AL

5、I/ARDS的救治水平。
　　方法:
　　通過(guò)失血性休克和氣管內(nèi)注射LPS復(fù)制ALI大鼠模型,每日稱重,分別在傷后1、2、3、5、7天處死,右下肺經(jīng)肺循環(huán)和氣管內(nèi)固定后,按照各向同性隨機(jī)原則(uniformisotropicrandom,UIR)抽取組織塊和石蠟包埋,切片后進(jìn)行HE染色觀察肺病理變化,Masson染色觀察肺纖維化程度,免疫熒光染色定性觀察和/或體視學(xué)定量分析I型肺泡上皮細(xì)胞(alveolartype1cell

6、s,AT1)、纖毛細(xì)胞、AT2、克拉拉細(xì)胞、vCEs的數(shù)量密度、增殖和遷移能力變化。左肺提取蛋白質(zhì)和RNA,Westernblot檢測(cè)AT1標(biāo)志物水通道蛋白5(aquaporin5,AQP5)和AT2標(biāo)志物表面活性蛋白C(surfactantproteinCprecursor,proSPC)的蛋白水平,實(shí)時(shí)定量PCR檢測(cè)Ki67的mRNA水平。
　　結(jié)果:
　　1.肺泡損傷以炎細(xì)胞浸潤(rùn)、肺泡隔增厚、肺泡腔縮小為主,傷后1到3

7、天逐漸加重,5到7天逐漸緩解;細(xì)支氣管于傷后1到3天出現(xiàn)損傷,以上皮層增厚、空泡樣改變?yōu)橹?細(xì)胞脫落不明顯;毛細(xì)血管于傷后5到7天出現(xiàn)損傷,表現(xiàn)為袖套樣結(jié)構(gòu)形成;但整個(gè)病理過(guò)程無(wú)明顯的纖維化;
　　2.損傷后AT1以斷裂和表面積下降為主,傷后1到3天損傷逐漸加重,之后逐漸緩解;AT1表面積比例呈現(xiàn)相同的變化規(guī)律。正常大鼠AT2細(xì)胞密度為2394±150cells/mm2,傷后1天顯著下降(907±289cells/mm2,P<0.

8、05),2天開(kāi)始恢復(fù),3天迅速增加至最高峰(3308±311cells/mm2,P<0.05),5天和7天持續(xù)下降(7dpi,2758±128cells/mm2);相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)傷后3到7天,AT1與AT2呈顯著負(fù)相關(guān)(r2=-0.72,P=0.029)。
　　3.損傷后纖毛細(xì)胞肥大,但無(wú)脫落;克拉拉細(xì)胞密度傷后1到3天持續(xù)下降,3天下降至最低點(diǎn)(1506±135vs874±83cells/mm2,P>0.05),之后逐漸增加;vC

9、Es密度傷后1到2天持續(xù)下降,2天下降至最低(normal642±67vs2dpi508±382cells/mm2,P>0.05),3天增加至最高峰(741±100cells/mm2),5到7天逐漸減少;但vCEs與AT1無(wú)顯著的相關(guān)性;
　　4.傷后2、3天是肺組織Ki67mRNA表達(dá)的高峰,此時(shí)AT2的增殖比例顯著升高(正常8.04％±1.77%vs3天23.81%±3.34%,P<0.05),vCEs和克拉拉細(xì)胞的增殖能力也