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.2009年12月1日;180(11):1122-30.
doi:10.1164/rccm.200902-0242OC。 Epub 2009年8月27日。

骨髓基质细胞减轻新生儿慢性肺病小鼠模型的肺损伤

附属公司

骨髓基质细胞减轻新生儿慢性肺病小鼠模型的肺损伤

阿斯拉姆等。 美国呼吸急救医学杂志. .

摘要

理论基础:尽管极低出生体重儿的治疗取得了进展,但新生儿慢性肺部疾病,即支气管肺发育不良(BPD),仍然是早产的严重并发症。

目标:鉴于骨髓基质细胞(BMSCs;间充质干细胞)在肺和心血管损伤模型中的保护作用,我们在BPD小鼠模型中测试了它们的治疗潜力。

方法:第4天,将暴露于高氧(75%O(2))的新生小鼠静脉注射BMSC或BMSC调节介质(CM),并在第14天评估肺形态计量学、与肺动脉高压相关的血管变化和肺细胞因子谱。

测量和主要结果:注射BMSCs而非肺动脉平滑肌细胞(PASMCs)可减少肺泡损失和肺部炎症,并预防肺动脉高压。尽管供体骨髓间充质干细胞移植到高氧肺中的数量多于正常氧对照组,但总的来说,较低的数量表明了除直接组织修复以外的保护机制。注射BMSC-CM比注射BMSCs有更显著的效果,可以防止血管重塑和肺泡损伤。与PASMC-CM治疗的对照组相比,治疗组动物在第14天的高氧状态下肺泡数量正常,肺中性粒细胞和巨噬细胞的蓄积量显著减少。巨噬细胞刺激因子1和骨桥蛋白在BMSC-CM中均高水平存在,可能参与这种免疫调节。

结论:骨髓间充质干细胞通过释放免疫调节因子以旁分泌方式发挥作用,改善体内BPD的实质和血管损伤。我们的研究表明,骨髓间充质干细胞及其分泌的因子为目前缺乏有效治疗的肺部疾病提供了新的治疗方法。

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数字

图1。
图1。
骨髓基质细胞(BMSC)培养物的分离、分化及其实验设计体内研究。(A类)从骨髓中分离细胞,并使用指定的细胞表面标记进行阴性和阳性选择。(B)骨髓间充质干细胞在成脂或成骨介质中生长,如M材料 M(M)方法论在脂肪生成诱导3周后,可以在细胞内观察到脂滴(左上面板),然后用油红O染色,如图所示箭头(右上面板). 成骨诱导3周后(左下面板),使用茜素红S染色观察钙沉积,如下所示箭头(右下面板). (C类)新生鼠幼崽在出生后第1天暴露于高氧环境中,在出生后的第4天注射细胞或条件培养基,并在第14天被杀死。
图2。
图2。
骨髓基质细胞(BMSC)治疗对高氧肺泡损伤的影响。(A类)来自常氧、磷酸盐缓冲盐水(PBS)或BMSC处理动物的代表性苏木精和伊红染色肺切片(上部面板)以及暴露于高氧环境14天并接受PBS或BMSCs治疗的动物,如下部面板(原始放大倍数×100)。实线标尺代表400μm,所有面板都在相同的放大倍数下。(B)高氧降低了肺泡壁组织(VD)的体积密度awt公司)与正常氧组相比,表明肺泡计数较低,经BMSC治疗后略有改善。数据表示为平均值±SEM(每组10–12只动物)*P(P)<0.001与21%O2组;#P(P)与PBS治疗的高氧组相比,<0.01。
图3。
图3。
骨髓基质细胞(BMSC)或BMSC条件培养基(CM)治疗均可预防高氧诱导肺损伤中与肺动脉高压相关的血管变化。(A类)高氧暴露、磷酸盐缓冲盐水(PBS)处理的新生小鼠出现显著的右心室肥厚,BMSC治疗可显著减轻右心室肥大。数据表示为平均值±SEM(每组10–12只动物)*P(P)<0.001,与接受BMSC的两个常氧组和高氧组相比。(B)与接受PBS治疗的高氧组相比,BMSC治疗显著降低了内侧壁厚度。数据表示为平均值±SEM*P(P)<0.001,与接受BMSC的正常氧和高氧组相比。(C类)α-平滑肌肌动蛋白的代表性肺小动脉免疫染色显示,与正常对照组相比,高氧暴露小鼠肺中的平滑肌层增厚,BMSC治疗中没有肌肉化。(D类)与BMSC治疗类似,BMSC-CM治疗显著降低了高氧暴露动物的右心室肥厚,并且(E类)与接受肺动脉平滑肌细胞-CM的高氧组相比,内侧壁厚度显著降低。数据表示为平均值±SEM(每组16–18只动物)*P(P)<0.0001与常氧组或BMSC-CM治疗组相比。(F类)典型的小肺动脉,如(C类). 实线标尺代表100μm,所有面板都在相同的放大倍数下。
图4。
图4。
骨髓基质细胞条件培养基(BMSC-CM)对高氧肺泡损伤的影响。(A类)如图所示,与使用肺动脉平滑肌细胞(PASMC)-CM或BMSC-CM治疗的高氧动物相比,正常动物的代表性苏木精和曙红染色肺切片。肺泡壁组织体积密度定量(VDawt公司)如所示(B). 使用BMSC-CM而非PASMC-CM治疗可防止牙槽骨丢失。数据表示为平均值±SEM(每组16–18只动物)*P(P)<0.0001与常氧对照组和BMSC-CM组相比。实线标尺代表400μm,所有面板都在相同的放大倍数下。
图5。
图5。
干细胞或无细胞条件培养基(CM)治疗对支气管肺泡灌洗液(BALF)巨噬细胞和中性粒细胞计数的影响。(A类B)在正常或高氧动物的BALF中,对中性粒细胞和巨噬细胞进行了不同的细胞计数,结果表明,使用骨髓基质细胞(BMSCs)而非肺动脉平滑肌细胞治疗后,这两种细胞类型均受到显著抑制。同样,BMSC-CM抑制了(C类)巨噬细胞,以及(D类)高氧动物支气管肺泡灌洗液中中性粒细胞数量达到正常对照水平。数据表示为平均值±SEM(每组16–18只动物)*P(P)与常氧或BMSC或BMSC-CM治疗的高氧组相比,<0.0001。
图6。
图6。
骨髓基质细胞(BMSC)移植对肺部炎症的影响。(A类)巨噬细胞抗Mac-3抗体免疫染色(棕色染色)在BMSC受体或磷酸盐缓冲盐水(PBS)对照小鼠的典型石蜡包埋肺切片中(上部面板)或暴露于高氧环境14天后(下部面板). 原始放大倍数:×200。(B)Mac-3阳性细胞的定量。与正常氧相比,高氧暴露的肺部显示出较高的巨噬细胞计数,与相应的PBS对照组相比,BMSC处理的高氧组的巨噬细胞计数显著降低。数据表示为平均值±SEM(n=每组6-8只动物)*P(P)< 0.01, **P(P)与常氧组相比<0.001;#P(P)与接受PBS的高氧对照组相比,<0.01。实心标尺代表200μm,所有面板均在相同的放大倍数下。

中的注释

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