锌促进骨髓间充质干细胞修复大鼠脊髓缺血再灌注损伤的研究

发布时间：2018-01-27 02:33

本文关键词： 间充质干细胞脊髓缺血再灌注损伤锌凋亡　出处：《吉林大学》2011年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：脊髓缺血再灌注损伤(spinal cord ischemia-reperfusion injury, SCII)是外科手术常见并发症之一,特别是主动脉瘤、骶管肿瘤的手术后,常需要阻断主动脉,从而导致脊髓损伤,胸主动脉手术治疗引发的脊髓缺血再灌注损伤所致的截瘫,其发病率高达3～18%。其发生机制比较复杂,氧化应激损伤和凋亡是SCⅡ发生的主要机制。目前SCⅡ还没有理想的预防方法,治疗方法以对症支持为主,不能从根本上杜绝瘫痪的发生。患者住院时间长,花费大,给家庭和社会带来沉重的负担,且治疗效果不理想。间充质干细胞(mesenchymal stem cell, MSCs)是属于中胚层的一类多能干细胞,具有强大的增殖能力和多向分化潜能、免疫源性弱、来源方便、易于分离培养、进入体内后可定位于受损部位并能分化成定位组织的细胞类型等特性。但是干细胞在受损部位的存活率受到缺血、炎症因子等不利因素的影响,导致干细胞存活率降低,影响治疗效果。锌是人或动物体内的必需微量元素,对各种生物膜都具有稳定作用,可缓解多种器官的缺血再灌注损伤,具有抗氧化应激、抗凋亡作用,能改善局部受损的微环境。本研究拟通过锌预处理,再制备SCⅡ大鼠模型,然后移植间充质干细胞,探讨锌和MSCs对脊髓缺血再灌注损伤的防治作用以及锌对MSCs治疗脊髓缺血在再灌损伤的增强作用。本研究采用贴壁培养法分离、纯化、扩增骨髓间充质干细胞(Bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs),应用流式细胞仪检测细胞周期。第3代BMSCs通过血清饥饿,然后在含有bFGF、EGF和RA的诱导分化培养基中培养6d诱导其向神经元分化,免疫组织化学和免疫荧光检测神经元表面标志NSE和NeuN的表达。用CM-Dil标记BMSCs,流式细胞仪检测其标记率。选用成年雌性SD大鼠,分为细胞治疗组(CM-Dil标记的BMSCs0.1 mL,约107个经球后静脉注射,锌组(制模前每天给予大鼠10mg·kg-1体重ZnSO4,连续5天腹腔注射),锌加细胞组(同时给予锌预处理和细胞移植),模型组,假手术组和正常大鼠。采用夹闭腹主动脉的方法制备SCⅡ模型。分别于再灌注后1d、2d、3d、4d、5d、6d对四组模型进行Basso Beattie Bresnahan (BBB)运动功能评分。缺血再灌注损伤7天后,取大鼠脊髓进行HE染色、尼氏体染色、Tunel法、免疫荧光化学和免疫组织化学检测,观察各组脊髓组织形态和凋亡情况及凋亡相关基因表达。缺血再灌注第4天利用小动物活体成像系统观察BMSCs在大鼠体内分布情况；缺血再灌注第7天后,利用激光共聚焦显微镜观察BMSCs在大鼠脊髓中的分布和分化情况。本研究结果显示：贴壁培养法得到的BMSCs细胞活力好,传代以后扩增速度快。BMSCs被诱导分化后表达神经元特异性标志NeuN和NSE,表明其分化成神经元样细胞。4μg·mL-1CM-Dil标记BMSCs对细胞无毒性,标记率达93.9%。细胞治疗组、锌组和锌加细胞组BBB运动功能评分显著高于模型组(P0.05)。HE染色和尼氏体染色表明各干预组病理组织形态改变明显好于模型组。Tunel结果表明各干预组细胞凋亡率显著低于模型组(P0.05)。Bcl-2/Bax比值各干预组显著高于模型组(P0.05),Caspase-3, Caspase-9, C-fos蛋白表达各干预组显著低于模型组(P0.05)。小动物成像系统和激光共聚焦显微镜观察结果表明BMSCs在再灌注第3天聚集在受损部位,再灌注第7天激光共聚焦显微镜观察到BMSCs在脊髓内分化为神经元和星形胶质细胞。结论：锌可预防脊髓缺血再灌注的损伤；BMSCs可促进脊髓缺血再灌注损伤的修复；锌能促进BMSCs对脊髓缺血再灌注损伤的修复作用；BMSCs在受损脊髓组织内的定植及向神经细胞的分化可能是BMSCs修复脊髓缺血再灌注损伤的机制之一；抗凋亡作用可能是锌和BMSCs防治脊髓缺血再灌注损伤及锌促进BMSCs治疗脊髓缺血再灌注损伤的作用机制之一。
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【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：R363

【参考文献】