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研究背景急性肾衰竭(ARF)占住院病人的5%~10%,死亡率根据研究的人群不同,为30%~80%不等,近30年来,尽管在支持治疗、护理和肾替代治疗方面取得了较大的进展,但ARF的死亡率并没有明显的改变。ARF最常见的病因为急性肾小管坏死(ATN),约占ARF的75%~80%。肾小管坏死时小管上皮细胞出现丢失、小管基底膜脱落等改变,同时小管上皮有一定的修复能力,在恢复过程中,存活的小管细胞出现增生、迁移至损伤部位,取代坏死细胞,从而起到修复肾脏的作用。尽管一些生长因子可激发小管再生潜能,但修复的关键是要有足够多的活的小管细胞。近几年,有较多的试验采用骨髓来源的干细胞,如间充质干细胞(MSC)和造血干细胞(HSC)治疗ARF或ATN模型,认为对损伤的肾脏有修复作用,但也存在许多争议。而目前已经证实胚胎后肾间充质中存在干细胞,具有发育的多潜能性及自我更新的能力。该类细胞在正常状态下替代衰老凋亡的细胞,维持细胞代谢的平衡;在病理情况下,则参与肾脏的再生修复,其分化过程与胚胎肾的发育过程类似。本研究选用后肾间充质细胞经外周血管注射移植于庆大霉素诱导的急性肾小管坏死模型动物,追踪观察其在体内定位、归巢和分化情况,探讨其对肾小管上皮细胞损伤后的修复和再生作用及其可能机制,为临床急性肾小管坏死的细胞治疗提供理论基础和实验依据。目的研究胚胎后肾间充质细胞移植对肾毒性急性肾小管坏死再生修复的作用及可能机制。方法(1)胚胎后肾间充质细胞(RIMM-18细胞)体外培养、扩增和分化:①细胞复苏后,采用含有5%胎牛血清、10ng/mL FGF2及100nmol/L 17β-雌二醇(17β-E2)的DMEM/F12培养基培养,定期传代;②光镜及电镜观察细胞形态;③采用免疫细胞化学染色法对细胞进行生物学特性的鉴定;④培养基中不加17β-E2,RIMM-18细胞体外诱导分化为上皮细胞并鉴定:⑤移植前分别用DAPI、Brdu标记并分别计算标记率;⑥MTT法及台盼兰染色法检测细胞活力。(2)庆大霉素诱导急性肾小管损伤模型:总量900mg,首次300mg/kg,余600mg/kg分3次,即200mg/kg.次×3次,皮下注射,3d成模。(3)细胞移植:分为ATN细胞移植组、ATN培养基对照组、ATN对照组和空白对照组。①成模后当天ATN细胞移植组通过尾静脉注射1~6×10~7/ml细胞悬液;②ATN培养基对照组则通过尾静脉注射1ml无血清的培基;③ATN对照组造模后未做特殊处理;④空白对照组为正常大鼠;⑤移植后1d、4d、1w、2w、4w时分别处死大鼠,留取尿、血及肾标本。(4)指标检测:①细胞定位检测:分别采用荧光显微镜观察肾脏DAPI阳性细胞及抗Brdu免疫组化方法检测Brdu阳性细胞。②肾小管和肾小球功能检测:BUN、SCr、尿蛋白、β2-微球蛋白、NAG等。③肾脏病理检测:HE,PAS染色;肾小管Paller氏评分;④肾小管上皮细胞凋亡检测:采用TUNEL法;⑤肾小管上皮细胞增生情况检测:Ki-67免疫组化法;⑥相关因子的检测:RT-PCR方法检测肾皮质IL-1β,TNF-α、bFGF、Bcl-2 mRNA表达;免疫组化法检测肾组织TNF-α、iNOS、Bcl-2等蛋白表达;⑦急性免疫排斥反应检测:分别采用流式细胞仪检测外周血T淋巴细胞亚群CD3、CD4、CD8比例及CD4/CD8比值;ELISA法检测血清IL-2、INF-γ水平。结果(1)细胞培养:①细胞呈成纤维细胞样、梭形、贴壁生长;②细胞免疫化学为波形蛋白阳性、角蛋白阴性;③DAPI、Brdu标记率分别为100%、86%;④MTT法和台盼兰法检测细胞活力在95%以上%;⑤RIMM-18细胞体外可诱导分化为上皮细胞。(2)庆大霉素诱导急性肾小管坏死:900mg总量,3天可成功制造急性肾小管坏死模型,造模第2天即出现尿量增多、部分大鼠出现血尿,采用首剂加大法可有效地减少死亡率;(3)胚胎后肾间充质细胞尾静脉注射移植:①细胞移植组大鼠死亡率明显降低。②移植后各时间点均可在肾小管检测DAPI阳性或Brdu阳性细胞。③肾功能明显改善。④肾脏病理明显减轻。⑤肾小管凋亡明显减少,增生增加。⑥肾脏局部bFGF抗炎性因子上调,IL-1β,TNF-α、iNOS促炎症因子下调。(4)免疫排斥反应检测:各组间T淋巴细胞亚群比例及血清IL-2、INF-γ比较差异无显著性意义。结论(1)RIMM-18细胞体外多次传代后仍能保持间充质细胞特性。(2)庆大霉素采用减小首剂后剂量法能成功造模并可有效地减少死亡率。(3)胚胎后肾间充质细胞经尾静脉注射移植可归巢到损伤的肾小管,降低大鼠死亡率,促进肾功能恢复及减轻肾小管病理损害。(4)胚胎后肾间充质细胞对肾小管坏死的修复作用机制可能是通过上调Bcl-2和bFGF表达;下调IL-1β,TNF-α和iNOS表达;减少肾小管上皮细胞凋亡,同时增加肾小管上皮细胞的增生,从而促进损伤的肾小管再生修复。(5)胚胎后肾间充质细胞移植未出现急性免疫排斥反应。