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骨骼肌损伤的防治一直是运动医学领域中的热点和难点,其伤后炎症反应期长,愈合质量较差,容易形成瘢痕愈合。尽管国内在分子生物学领域已经取得一定进展,但是目前在临床仍未能找到预防和治疗骨骼肌损伤公认的最佳方案。研究目的:本实验对ICR小鼠进行骨骼肌钝挫伤造模后,采用rAAV2介导的胰岛素样生长因子-Ⅰ(IGF-Ⅰ)、人脐带血间充质干细胞(MSC),对急性骨骼肌钝挫伤小鼠进行干预治疗,从组织学、生物化学等不同的研究层次和角度,探讨基因及间充质干细胞对骨骼肌损伤的治疗作用及可能机制,比较单纯基因治疗、单纯间充质干细胞、以及两者联合干预对骨骼肌钝挫伤小鼠的修复效果,丰富相应研究资料。研究方法:动物分组与处理:将68只雄性ICR小鼠随机分为空白对照组(4只)和实验组(64只),实验组小鼠骨骼肌钝挫伤造模后平均分为四组,每组16只,各实验组又根据取材时间不同,分为伤后3天组,伤后7天组,伤后14天组,伤后21天组。基因治疗组(rAAV-IGF-Ⅰ)在造模后即刻用微量注射器注射40μL重组腺相关病毒,间充质干细胞组(MSC)注射106个细胞,联合治疗组(rAAV-IGF-Ⅰ-MSC)注射经腺相关病毒感染后的间充质干细胞106个,自然愈合组注射40μL PBS。分别在损伤后3d、7d、14d、21d处死动物,眼球取血,留取血清,Eppendoff管密封保存于-80℃冰箱待测;速取损伤区域腓肠肌,用生理盐水将残留血液清洗干净,其中二分之一置于冻存管中在液氮中速冻3-4小时,然后转移至-80℃冰箱保存待测,另外二分之一肌肉用10%福尔马林固定,用于HE染色观察及免疫组织化学实验。研究结果:(1)重组腺相关病毒介导的近红外荧光蛋白iRFP713能够在受伤肌肉组织中广泛表达,对照组无表达。(2)HE染色光镜观察、血浆CK活性变化表明MSC、rAAV-IGF-Ⅰ、rAAV-IGF-Ⅰ-MSC能促进小鼠急性腓肠肌钝挫伤后的肌肉再生,减少疤痕形成,提高愈合质量。(3)外源IGF-Ⅰ能在小鼠腓肠肌中稳定表达,在第14d时,IGF-Ⅰ含量从高到低分别为rAAV-IGF-Ⅰ-MSC组、rAAV-IGF-Ⅰ组、MSC组、自然愈合组、安静对照组。(4)MSC、rAAV-IGF-Ⅰ、rAAV-IGF-Ⅰ-MSC能抑制骨骼肌钝挫伤小鼠局部组织Collagen-Ⅰ、ⅢmRNA的表达,第7d、14d、21d,Collagen-ⅠmRNA的表达量均低于自然愈合组(P<0.01),第3d,rAAV-IGF-Ⅰ组与自然愈合组相比无统计学差异(P>0.05),其余两组差异显著(P<0.05)。第14d,rAAV-IGF-Ⅰ-MSC与MSC组也表现出非常显著性差异(P<0.01)。21天,rAAV-IGF-Ⅰ组是MSC组的76%(P<0.01),rAAV-IGF-Ⅰ-MSC组是MSC组的58%(P<0.01)。小鼠发生急性骨骼肌损伤3天和第7天时,各治疗组Collagen-ⅢmRNA的表达量与自然愈合组相比均有显著性差异(P<0.01),组间无统计学差异(P>0.05)。第14d,MSC组是自然愈合组的74%(P<0.05),rAAV-IGF-Ⅰ组是自然愈合组的63%(P<0.01),rAAV-IGF-Ⅰ-MSC组自然愈合组的42%(P<0.01)。rAAV-IGF-Ⅰ-MSC组的Collagen-ⅢmRNA的表达量与MSC组相比也具有统计学差异(P<0.05)。第21天,rAAV-IGF-Ⅰ、rAAV-IGF-Ⅰ-MSC两组的Collagen-ⅢmRNA的表达量均低于自然愈合组(P<0.01)。研究结论:(1)MSC及IGF-Ⅰ对小鼠急性骨骼肌损伤有治疗作用(2)MSC对急性骨骼肌损伤小鼠腓肠肌作用时间较快,但作用持续时间较短(3)rAAV2介导的IGF-Ⅰ对急性骨骼肌损伤小鼠腓肠肌作用时间较慢,但作用持续时间长久(4)rAAV-IGF-Ⅰ-MSC治疗组要优于单纯MSC和rAAV-IGF-Ⅰ治疗组。