人脐带间充质干细胞微泡对胶原诱导关节炎大鼠体内趋化因子表达的影响

来源 :山西医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:li_uwx
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类风湿关节炎(Rheumatoid arthritis,RA)是一种高度致残性自身免疫性疾病,临床特征为对称性多关节炎,病理改变为滑膜炎、软骨及骨的破坏。趋化因子诱导的炎症细胞浸润是RA滑膜炎形成和持续存在的原因,是引起滑膜增生,血管翳形成,软骨和骨破坏的前提。近年研究发现间充质干细胞(Mesenchymal stem cells,MSCs)具有免疫调节作用,可抑制RA患者体内炎性趋化因子的表达。间充质干细胞来源的胞外囊泡(Mesenchymal stem cells derived extracellular vesicles,MSC-MVs)是MSCs产生的异质性膜分泌体,目前已证实微泡能模拟其母体细胞的免疫调节作用,有可能成为RA治疗的新手段。  目的:  观察hUCMSC-MVs静脉注射对CIA大鼠干预疗效;探讨hUCMSCs-MVs对CIA大鼠血清及滑膜中趋化因子MCP-1、IP-10、SDF-1表达的影响,从趋化因子角度阐明hUCMSCs-MVs治疗RA作用机制。  方法:  1.体外分离、培养人hUCMSCs,差速离心法分离hUCMSCs-MVs,用透射电子显微镜观察MVs形态、大小。  2.建立CIA模型:饲养Wistar大鼠,弗氏完全佐剂加II型胶原乳液2次免疫动物,观察大鼠症状(大体观、关节炎指数、双足肿胀度)、病理评估,建立CIA模型。  3.实验分组:造模成功的CIA大鼠随机分为CIA组、MTX组、hUCMSCs组、hUCMSCs-MVs低浓度组、hUCMSCs-MVs中浓度组、hUCMSCs-MVs高浓度组,同时设立正常对照组,每组6只。  4.给药方法:加强免疫后第二天进行干预。hUCMSCs组大鼠尾静脉注射数量为2×106个hUCMSCs/Kg/鼠,hUCMSCs-MVs低、中、高浓度组大鼠静脉注射MVs量分别为为30μg/100μl/鼠、60μg/100μl/鼠、90μg/100μl/鼠,MTX组腹腔注射0.9mg/kg,每周1次,共3周。  5.疗效及检测指标:分别测量CIA大鼠体重、双足肿胀度、关节炎指数观察hUCMSCs-MVs是否改善CIA大鼠关节炎症;用高通量流式多因子检测技术测定各组大鼠血清中MCP-1、IP-10水平,应用ELISA测定各组大鼠血清中SDF-1水平,应用免疫组化技术检测踝关节滑膜中趋化因子MCP-1、IP-10、SDF-1表达,收集数据进行统计分析。  结果:  1.hUCMSC-MVs干预对CIA大鼠一般情况的影响:  (1)hUCMSC-MVs鉴定:经透射电子显微镜观察,hUCMSC-MVs为一类直径介于30nm-200nm之间大小不一的囊泡状结构,蛋白质浓度约为2.05μg/μl,符合目前国际公认的鉴定hUCMSCs-MVs的标准。  (2)hUCMSC-MVs干预对CIA大鼠体重影响:与正常对照组相比,CIA大鼠体重增长程度明显降低(P<0.05),干预后CIA大鼠体重增长程度较前改善,42d时, hUCMSC-MVs高浓度组大鼠体重较CIA组明显升高,有统计学差异(P<0.05)。  (3)hUCMSC-MVs干预对CIA大鼠关节症状影响:CIA组大鼠较正常对照组足肿胀度明显升高(P<0.05),AI明显升高(P<0.05),干预后CIA大鼠关节肿胀度减轻,AI下降,42d时,CIA组较MTX组足肿胀度、AI较明显升高(P均<0.05), CIA组与hUCMSCs组、hUCMSC-MVs各组(低、中、高浓度)足肿胀度、AI相近(P均>0.05)。  (4)hUCMSC-MVs对CIA大鼠踝关节病理的影响:正常对照组大鼠关节腔结构清晰,无或少量滑膜增生及炎性细胞浸润;CIA模型组大鼠滑膜增生明显,大量炎性细胞浸润,部分出现软骨破坏。MTX组、hUCMSCs组、hUCMSC-MVs低、中、高浓度组滑膜增生及炎性细胞浸润明显减少,且高浓度组优于hUCMSCs及MTX组。  2.hUCMSC-MVs干预对CIA大鼠血清及滑膜中趋化因子水平的影响:  (1)hUCMSC-MVs对CIA大鼠血清中趋化水平影响:CIA组血清MCP-1、SDF-1水平较正常对照组均明显升高(P<0.05);CIA组血清MCP-1、SDF-1水平较MTX组明显升高(P<0.05);CIA组血清MCP-1、SDF-1水平较hUCMSCs组明显升高(P<0.05);CIA组分别与hUCMSC-MVs低、中、高浓度组比较,CIA组血清MCP-1、SDF-1水平明显升高(P<0.05);MTX组分别与hUCMSC-MVs低、中、高浓度组比较,各组血清MCP-1、SDF-1水平相当(p均>0.05),hUCMSC-MVs低、中、高浓度组分别与hUCMSCs组比较,各组血清MCP-1、SDF-1水平相当(p均>0.05);hUCMSC-MVs低、中、高浓度组之间互相比较,各组血清MCP-1、SDF-1水平相当(p均>0.05);MTX组与hUCMSCS组血清MCP-1、SDF-1水平接近(p均>0.05)。CIA组血清IP-10水平较正常对照组升高,但无统计学差异(P>0.05);CIA组与各干预组血清IP-10水平接近(P>0.05)。  (2)hUCMSCs对CIA大鼠踝关节滑膜中趋化因子表达的影响:CIA组大鼠MCP-1、SDF-1、IP-10表达强阳性,同时滑膜组织增生;正常组滑膜中MCP-1、SDF-1、IP-10呈弱阳性或阴性表达;各干预组滑膜中MCP-1、SDF-1、IP-10呈弱阳性表达。通过半定量分析, CIA组滑膜中MCP-1、SDF-1、IP-10表达较正常对照组明显升高(P<0.05);CIA组较MTX组MCP-1、SDF-1、IP-10表达明显升高(P<0.05);CIA组较hUCMSCS组MCP-1、SDF-1、IP-10表达明显升高(P<0.05);CIA组分别与hUCMSC-MVs低、中、高浓度组比较,CIA组滑膜中MCP-1、SDF-1、IP-10表达明显升高(P<0.05);MTX组分别与hUCMSC-MVs各组比较,低浓度组滑膜中MCP-1、SDF-1、IP-10表达明显升高(P<0.05);hUCMSCs组分别与hUCMSC-MVs各组比较,低浓度组滑膜中MCP-1、SDF-1表达明显升高(P<0.05),低、中浓度组滑膜中IP-10表达明显升高(P<0.05);hUCMSC-MVs各浓度组之间比较,低浓度组滑膜中MCP-1、SDF-1、IP-10表达较中、高浓度组明显升高(P<0.05);hUCMSC组滑膜MCP-1、SDF-1、IP-10表达与MTX组接近(P>0.05)。  结论:  1.hUCMSC-MVs可明显抑制CIA大鼠滑膜炎症。  2.hUCMSC-MVs可通过降低CIA大鼠血清中趋化因子MCP-1、SDF-1水平减轻滑膜炎症,不同浓度hUCMSC-MVs作用相当,且MVs与其母体细胞hUCMSC、MTX作用相当。  3.hUCMSC-MVs可通过抑制CIA大鼠滑膜中趋化因子MCP-1、SDF-1、IP-10表达减轻滑膜炎症,hUCMSC-MVs高浓度组作用优于低、中浓度组,MVs高浓度组与其母体细胞hUCMSCs、MTX作用相当。
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