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研究背景及目的:支气管肺发育不良（BPD）,是婴幼儿期最常见的慢性肺部疾病。目前仍缺乏有效的治疗手段。本研究观察人脐带间充质干细胞（UC-MSCs）对高氧致新生大鼠BPD模型的治疗作用;探究UC-MSCs对BPD新生大鼠的肺组织中弹性蛋白的调节作用,从而推测UC-MSCs治疗BPD的分子机制。方法:第一部分:将新生24h的SD大鼠随机分成4组:（1）空气对照组Ⅰ（RA+PBS）:新生大鼠在空气条件下饲养,于生后7天（P7）时气管给予PBS;（2）空气对照组Ⅱ（RA+UC-MSCs）:新生大鼠在空气条件下饲养,于P7时气管给予UC-MSCs;（3）BPD模型组（O2+PBS）:新生大鼠P1至P21予以80%高氧暴露,于P7时气管给予PBS;（4）UC-MSCs治疗组（O2+UC-MSCs）:新生大鼠P1至P21予以80%高氧暴露,于P7时气管给予UC-MSCs;每组24只。各组大鼠均于P21处死并收集标本。通过观察各组新生大鼠体重、生存率及肺组织病理结构;检测支气管肺泡灌洗液（BALF）中细胞总数、分类计数及总蛋白浓度以评估UC-MSCs对BPD新生大鼠的治疗作用。通过观察各组肺组织中弹性蛋白的分布、表达及微观结构;检测弹性蛋白合成装配相关基因（Fbn1、Fbn2、Fibulin5）、蛋白聚糖相关基因（Dcn、Igf-1、Esr1、Hegf）的表达;检测炎症因子（TGF-β1和IL-1β）含量及弹性蛋白酶的活性以探讨UC-MSCs对于BPD新生大鼠肺组织中弹性蛋白的调节作用。第二部分:我们利用免疫荧光示踪表达绿色荧光蛋白（GFP）的UC-MSCs在BPD新生大鼠肺内的迁移;观察UC-MSCs条件培养基（CM）对BPD新生大鼠的治疗作用以证实UC-MSCs是否通过旁分泌发挥治疗作用。为了探究UC-MSCs对人肺成纤维细胞（HLF-a）中弹性蛋白的调节作用,体外实验分为三组:HLF-α正常培养组、HLF-α高氧刺激组、高氧刺激HLF-α+UC-MSCs共培养组。将90%高氧刺激24h的HLF-a与UC-MSCs共培养48h,检测HLF-a中ELN及α-SMA的表达。利用ELISA检测UC-MSCs中EGF分泌量。利用抗EGF中和抗体干预UC-MSCs后收集细胞上清,与高氧刺激后的HLF-a共培养,检测HLF-a中ELN及α-SMA的表达。实验数据采用平均数±标准差（mean±S）来表示。方差齐时,采用One-Way ANOVA检测;方差不齐时,采用Kruskal-Wallis test检测。生存率曲线采用Log-Rank检验。P<0.05认为差异具有统计学意义。结果:第一部分:BPD模型组较空气对照组Ⅰ及空气对照组Ⅱ中大鼠生存率显著降低（P<0.01）,体重增长迟缓,肺组织病理染色结果示肺泡数目减少,肺泡腔增大,肺泡简化。UC-MSCs治疗后显著改善BPD新生大鼠的生存率（P<0.01）、体重情况（P<0.05）及肺组织病理结构。形态学分析结果显示,肺泡平均截距（MLI）值为（空气对照组Ⅰ:空气对照组Ⅱ:BPD模型组:UC-MSCs治疗组=40.63±1.317mm:39.18±1.7938mm:53.32±2.728mm:43.86±2.035mm）;肺泡中隔数（Septal counts）值为（空气对照组Ⅰ:空气对照组Ⅱ:BPD模型组:UC-MSCs治疗组=69.30±4.295:71.00±4.669:29.80±2.913:51.80±3.062）。检测各组BALF中总蛋白浓度（空气对照组Ⅰ:空气对照组Ⅱ:BPD模型组:UC-MSCs治疗组=10.14±5.242μg/ml:10.57±6.503μg/ml:49.04±13.33μg/ml:19.71±8.077μg/ml;P<0.01）。BPD模型组较空气对照组Ⅰ及空气对照组ⅡBALF细胞总数有显著上升（P<0.01）,细胞分类计数尤以中性粒细胞数目增高为主要特征。UC-MSCs治疗组新生大鼠BALF中总蛋白浓度及细胞总数显著降低,中性粒细胞数明显减低（P<0.01 vs.BPD模型组）,表明UC-MSCs可降低由高氧诱导引起的以中性粒细胞浸润为主的肺组织炎症反应。空气对照组Ⅰ及空气对照组Ⅱ肺组织内弹性蛋白主要分布在次级脊结构上,鲜有分布于肺泡间隔。而BPD模型组的肺组织中次级脊结构减少,弹性蛋白异常分布在肺间质。UC-MSCs治疗组中弹性蛋白的分布趋近于空气对照组。BPD模型组较空气对照组Ⅰ及空气对照组Ⅱ中弹性蛋白表达显著升高（P<0.01）,UC-MSCs可降低BPD新生大鼠肺内弹性蛋白的表达。透射电镜结果显示BPD模型组弹性蛋白卷曲、增粗甚至断裂,UC-MSCs能改善BPD新生大鼠的肺组织中弹性蛋白结构。此外,UC-MSCs能改善BPD新生大鼠的肺组织中弹性蛋白合成装配相关基因以及蛋白聚糖相关基因的异常表达。UC-MSCs能够显著降低BPD新生大鼠的肺组织中TGF-β1和IL-1β的表达（P<0.01 vs.BPD模型组）。UC-MSCs可显著抑制BPD新生大鼠的肺组织内高表达的弹性蛋白酶活性（P<0.01vs.BPD模型组）。第二部分:免疫荧光示踪显示,气管给予UC-MSCs 1小时后,UC-MSCs主要集中分布在肺内大气道;12小时后逐渐在损伤的肺部均匀分布;24小时、48小时均可以在BPD新生大鼠肺内检测到绿色荧光蛋白的表达;而在72小时时,肺组织内检测不到表达绿色荧光蛋白的UC-MSCs。UC-MSCs浓缩培养基（CM）治疗后BPD新生大鼠的生存率、体重及肺组织病理结构均有所改善（P<0.05 vs.BPD模型组）。结合细胞示踪实验可提示UC-MSCs通过旁分泌机制发挥治疗作用。体外实验结果示90%高氧刺激24小时后,HLF-a中ELN及α-SMA表达量显著上升（P<0.01 vs.正常培养组）,UC-MSCs共培养组中HLF-a中ELN及α-SMA表达量有所降低（P<0.01 vs.高氧刺激组）。ELISA检测发现HLF-a几乎不分泌EGF;UC-MSCs本身合成分泌大量EGF;UC-MSCs在高氧刺激后EGF分泌量增加。UC-MSCs细胞上清能够降低高氧刺激后HLF-a中ELN和α-SMA的表达,而抗EGF中和抗体处理后的UC-MSCs上清则不能降低其蛋白的表达。结论:UC-MSCs对高氧诱导的BPD新生大鼠模型具有治疗作用。UC-MSCs可减少BPD新生大鼠肺内过度表达的弹性蛋白含量,抑制弹性蛋白酶活性。UC-MSCs主要通过旁分泌EGF抑制高氧致成纤维细胞内弹性蛋白合成的增加,进而发挥对BPD新生大鼠的治疗作用,为后续临床治疗BPD提供了新的思路及机制依据。