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目的: 呼吸机相关性肺炎(Ventilator-associated pneumonia,VAP)是导致新生儿死亡的主要疾病之一,其主要原因是气管导管生物被膜(Biofilms,BF)形成,影响抗生素的杀菌能力。脐带间充质干细胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells,hUCMSCs)具有分泌抗菌肽的功能,将为临床治疗VAP提供了应用前景。本研究将hUCMSCs与铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa,PA)共培育,探讨hUCMSCs浓度对分泌抗菌肽水平的影响,及其对气管导管表面BF形成以及基因表达的影响。 对象与方法: 1、为探讨hUCMSCs浓度对分泌抗菌肽水平的影响,配制8组浓度梯度的hUCMSCs细胞悬液(分别为1×104/ml,5×104/ml,1×105/ml,5×105/ml,1×106/ml,5×106/ml,1×107/ml,5×107/ml),分别与3×104CFU/ml的PA菌悬液共培育6小时,高速离心、过滤细胞成分,收集上清液。统计分析hUCMSCs浓度与抗菌肽(LL-37和HBD-2)的浓度的关系。 2、为探讨PA浓度对hUCMSCs分泌抗菌肽水平的影响,配制7组浓度梯度的PA菌悬液(5×102CFU/ml,5×103CFU/ml,5×104CFU/ml,5×105CFU/ml,5×106CFU/ml,5×107CFU/ml,5×108CFU/ml),分别与1×106/ml的hUCMSCs细胞悬液共培育6小时,高速离心、过滤细胞成分,收集上清液。 3、根据试验1、2的结果,确定hUCMSCs与PA共培育的最佳浓度,将PA菌株配制成菌悬液,实验组PA与hUCMSCs共培育,空白组PA与细胞培养基共培育,6小时后离心并滤取上清液。将实验组与空白组上清液分别与BF气管导管体外模型共培育,7天后结晶紫染色定量分析两组气管导管表面BF形成量的差异,分析两组细菌泳动能力的差异,电子显微镜分析BF形态差异,基因芯片分析BF相关基因的表达差异。 结果: 1、当PA浓度固定为5×106CFU/ml时,抗菌肽水平随着hUCMSCs细胞浓度升高而升高,当hUCMSCs浓度为5×106/ml时,抗菌肽浓度最高(LL-37为7.96±0.15ng/ml,HBD-2为1.83±0.17pg/ml)。当hUCMSCs浓度固定为1×106/ml时,抗菌肽水平随着PA浓度升高而升高,当PA浓度达5×106CFU/ml时,抗菌肽浓度最高(LL-37为7.00±0.11ng/ml,HBD-2为1.96±0.13pg/ml);当PA浓度大于5×106CFU/ml时,上清液抗菌肽水平与PA的浓度呈负相关。 2、hUCMSCs受到PA的刺激后,能分泌抗菌肽至上清液中,实验组上清液中LL-37与HBD-2浓度分别为6.89±0.41 ng/ml与1.89±0.53ng/ml,空白组上清液中LL-37与HBD-2浓度分别为3.59±0.44ng/ml与0.67±0.54ng/ml,两组上清液比较,其中LL-37与HBD-2浓度差异均有统计学差异(P<0.05)。 在BF定量分析实验中,实验组OD595值为0.303±0.066,空白组OD595值为0.435±0.125,两组比较差异有统计学差异(P<0.05),实验组较空白组减少约30%的BF形成量。 在PA附着实验中,实验组OD595值为0.353±0.018,空白组OD595值为0.495±0.023,实验组PA附着较空白组减少,两组比较差异有统计学差异(P<0.05)。 结论: 1.当PA浓度固定时,抗菌肽水平随着hUCMSCs细胞浓度升高而升高。当hUCMSCs浓度固定时,抗菌肽水平随PA浓度升高而升高。 2.经过PA的感染刺激后,hUCMSCs能分泌抗菌肽LL-37与HBD-2,并明显抑制气管导管表面BF的形成。