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肝纤维化发病率和死亡率高,是能够对人类健康造出巨大威胁的一种全球流行的疾病,它的终末阶段是肝硬化,肝硬化以假小叶形成和肝功能进行性改变为主要表现,然而,肝纤维化是一个动态过程,并对肝细胞损伤有着复杂的调节机制,大量证据表明,肝纤维化是一个可逆的疾病,因此,采取有效的治疗可以防止甚至逆转肝纤维化。骨髓间充质干细胞(bone marrow stem cells, BMSCs)由于其多向分化和自我更新的潜能,被认为是一种行之有效的方法,BMSCs在体外可分化为肝细胞,更有研究证实BMSCs移植到大鼠肝脏后可以转化为肝样细胞。然而大量实验已经证实单独使用BMSCs作用有限,而基因修饰的BMSCs是提高其治疗能力的一种可行的方法,基质金属蛋白酶(MMPs)是一组能够降解细胞外基质(ECM)的酶,它们在正常的生理过程,例如生长、组织重塑、炎症、血管生成、损伤修复和细胞迁移中起着重要的作用。这其中的基质金属蛋白酶-1(matrix metalloproteinase1,MMP-1)能够降解纤维胶原Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,X型,明胶和蛋白聚糖类,在肝脏的基质降解中发挥着重要的作用。目的:通过将人基质金属蛋白酶-1(hMMP-1)修饰的BMSCs注入肝纤维化大鼠体内,观察其可否增强BMSCs对肝纤维化的修复作用。方法:贴壁法培养BMSCs,体外用重组腺病毒Ad-hMMP-1-增强绿色荧光蛋白(enhanced green fluorescent protein, EGFP)转染大鼠BMSCs,荧光显微镜观察绿色荧光蛋白(green fluorescent protein, GFP)表达,、Vestern blot法检测各组细胞内hMMP-1蛋白表达情况,细胞增殖-毒性检测试剂盒Cell Couning Kit-8(CCK-8)法检测转染后细胞增殖情况。使用50%四氯化碳(Carbon tetrachloride, CCl4)+植物油溶液0.3ml/100g皮下注射造肝纤维化模型,10周后验证肝纤维化模型,测量各组大鼠体重和肝脏重量,下腔静脉取血检测肝纤维化指标,苏木素-伊红染色(hematoxylin-eosin, HE)染色观察病理组织学改变并行病理组织学评分,确认建模成功后,尾静脉注射转染后的BMSCs。转染后3周,处死各组大鼠,酶联免疫吸附剂测定(enzyme linked immunosorbentassay, ELISA)法检测血清中hMMP-1表达情况,hMMP-1酶活性荧光定量试剂盒检测组织中酶活性,测量第3周各组大鼠的体重及大鼠肝脏的重量,下腔静脉取血检测肝功及肝纤维化的指标,冰冻切片于荧光显微镜下观察肝脏组织中的绿色荧光的表达情况,通过HE染色观察病理组织学的改变并行肝脏组织病理组织学评分,糖原染色或者称为PAS染色法(Periodic Acid-Schiff staining)观察肝脏组织糖原合成情况,胶原染色或者称为MASSON染色法(masson staining)观察胶原合成情况,荧光定量PCR、Westeron blot和肝脏组织免疫组织化学(immunohistochemistry, IHC)检测MMP-1、组织金属蛋白酶组织抑制剂—1(tissue inhibitor of metalloproteinase1, TIMP-1).甲胎蛋白(a-fetoprotein, AFP).白蛋白(Albumin, ALB).细胞角蛋白-18(Cytokeratin18, CK-18)的基因和蛋白表达情况。结果:BMSCs用贴壁法成功培养,在体外成功将重组腺病毒Ad-hMMP-1-eGFP导入大鼠BMSCs中,转染后对细胞增殖无明显影响;10周后造模成功,尾静脉注射后转染的BMSCs成功在大鼠肝脏定植,行冰冻切片在肝组织中可见GFP标记的细胞,ELISA检查血清中仅有转染hMMP-1组有hMMP-1表达,酶活性为1.438×10-3mmol/(gmin); hMMP-1组较肝纤维化对照组体重明显增加,较空载体组、肝纤维化对照组两组肝脏重量明显增加,肝功能较肝纤维化对照组明显改善;HE染色可见hMMP-1组平均视野下假小叶的数量最少,细胞变性及脂肪变性的程度也是三者中最轻;MASSON染色显示hMMP-1组大鼠胶原含量较空载体组、肝纤维化对照组两组均低;PAS染色显示hMMP-1组大鼠糖原合成能力较空载体组、肝纤维化对照组两组强;免疫组化与荧光定量PCR结果显示hMMP-1组ALB. CK-18. AFP. MMP-1明显增高,TIMP-1降低。证实转染hMMP1能够显著提高BMSCs对肝纤维化的修复能力。