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目的:观察白血病抑制因子基因修饰的人脐带间充质干细胞(leukemia inhibitory factor gene-modified human umbilical cord mesenchymal stem cells,LIF-hUCMSCs)对糖尿病大鼠动物模型早期视网膜病变中免疫和营养因子表达的影响,以及对视网膜病变的疗效。探讨LIF-hUCMSCs对糖尿病性视网膜病变(diabetic retinopathy,DR)治疗的可行性,为间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)移植治疗DR积累经验。方法:胰蛋白酶消化法获取人脐带间充质干细胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells,hUCMSCs)并进行体外扩增培养,采用流式细胞仪检测其表面免疫标记物,并行细胞周期检测和成脂成骨诱导分化。构建过表达LIF的hUCMSCs稳转细胞系,荧光定量聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)验证过表达效果,比较LIF-hUCMSCs与hUCMSCs增殖、分化、凋亡的变化,酶联免疫吸附剂测定法(enzyme linked immunosorbentassay,ELISA)检测γ-干扰素(interferon-γ,IFN-γ)、白细胞介素-4(Interleukin-4,IL-4)和神经营养因子-4(neurotrophin-4,NT-4)含量,Transwell实验检测与视网膜微血管上皮细胞(retinal microvascular endothelial cells,RMEC)共培养后的迁移能力。选取链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)腹腔注射诱导斯普拉格-杜勒(Sprague-Dawley,SD)大鼠糖尿病模型,实验动物分为四组:正常对照组(A组)、糖尿病对照组(B组)、对照hUCMSCs注射组(C组)及LIF-hUCMSCs注射组(D组);造模3个月后苏木精-伊红染色(Hematoxylin-Eosin,HE)检测视网膜病变模型,成功后进行干预治疗。玻璃体腔注射4周后,闪光视网膜电流图(Flash electroretinogram,F-ERG)检测视网膜功能,异硫氰酸荧光素葡萄聚糖(fluorescein isothiocyanate-dextran,FITC-dextran)荧光造影铺片检查视网膜血管,HE染色观察视网膜结构,荧光定量PCR和蛋白质印迹法(western blot,WB)检测各组脂联素(Adiponectin,APN)和超敏C反应蛋白(h i g h-s e n s i t i v i t y C-r e a c t i v e p r o t e i n,hs-CRP)的表达,ELISA实验检测各组NT-4的表达。结果:1、流式细胞仪检测hUCMSCs表达CD90阳性,而CD34和CD45呈阴性;细胞周期分析表明其具有较强的分裂增殖能力;成脂成骨诱导分化证明其在体外具有多向分化的潜能。2、成功构建携带LIF基因的慢病毒载体,滴度为1.92×1010(TU/L)。3、构建LIF-hUCMSCs稳转细胞系;LIF过表达组与阴性对照组相比,MTT法检测差异无统计学意义(P>0.05),PNPP法检差异有统计学意义(P<0.01),Annexin V-FITC/PE双染法检测LIF过表达组明显抑制细胞凋亡,ELISA方法检测LIF过表达组与阴性对照组相比IFN-γ含量明显减少、IL-4和NT-4含量明显增加,差异有统计学意义(P<0.01);与RMEC共培养后,每视野下迁移细胞数F-hUCMSCs组平均为70.66,hUCMSCs组平均为36.33,差异具有统计学意义(P<0.01)。4、大鼠腹腔注射STZ后血糖≥16.7 mmol/L达成模标准,HE显示糖尿病组内界膜结构不完整,神经节细胞数目减少;玻璃体腔注射4周后,F-ERG记录C、D组与B组,D组与C组比较,Rod-R a波、b波峰潜时下降和振幅增加,Ops总振幅明显增加,差异有统计学意义(P<0.01);FITC-dextran荧光造影铺片可见A组大鼠视网膜血管无明显异常,B组视网膜血管粗细不均,呈节段性扩张,部分走行迂曲,C、D组视网膜血管扩张减轻,迂曲好转。视网膜HE示A组各层结构清晰、排列整齐、形态正常,C、D组细胞较B组排列整齐,神经纤维层水肿减轻;荧光定量PCR和WB法检测B、C、D组较A组APN和hs-CRP表达增加,C、D组较B组APN表达增加,D组较C组APN表达增加,C、D组较B组hs-CRP表达减少,D组较C组hs-CRP表达减少;ELISA检测A组与B、C、D组NT4值相比,差异均有统计学意义(P<0.0 1),C、D组与B组相比,差异有统计学意义(P<0.0 5);D组与C组相比,差异均有统计学意义(P<0.0 5)。结论:1、从人脐带中分离培养的hUCMSCs细胞纯度高,增殖能力强,有多向分化潜能。2、LIF-hUCMSCs与hUCMSCs比较IFN-γ降低、IL-4升高,NT-4增加;LIF能够显著减少hUCMSCs的分化、凋亡,加强增殖、存活,有更强的迁移能力。3、LIF-hUCMSCs能够上调糖尿病大鼠视网膜APN和NT-4表达,下调hs-CRP表达,改善糖尿病大鼠视网膜功能,在DR治疗领域有广阔的应用前景。