负载人脐带间充质干细胞的水凝胶对糖尿病小鼠皮肤创面愈合的疗效

背景:目前,缺乏有效的治疗方法促进糖尿病患者的皮肤创面愈合。人脐带间充质干细胞已被证明对皮肤再生具有多种治疗作用,可注射水凝胶具有良好的生物相容性和可调节性,可以提高干细胞治疗的效果。目的:以负载人脐带间充质干细胞的水凝胶为切入点,观察其对小鼠糖尿病皮肤创面的疗效,并探索可能的作用机制。方法:①链脲佐菌素溶液连续腹腔注射5 d构建C57BL/6J小鼠糖尿病模型,经尾静脉采血测血糖值评估模型是否建立成功。②造模成功后,利用打孔器建立小鼠背部皮肤损伤模型,水凝胶组给予纯水凝胶敷胶治疗,复合水凝胶组给予负载有人脐带间充质干细胞的水凝胶治疗,对照组给予等量生理盐水治疗,治疗第7,14天观察创面愈合情况。结果与结论:①敷胶后的14 d内,水凝胶组、复合水凝胶组小鼠皮肤创面面积明显低于对照组(P<0.05),复合水凝胶组的皮肤创面面积明显低于水凝胶组(P<0.05);②苏木精-伊红染色结果显示:复合水凝胶组创面肉芽组织新生率明显高于水凝胶组和对照组(P<0.05);③Masson染色结果显示:与对照组和水凝胶组相比,复合水凝胶组创面组织胶原沉积率明显增加(P<0.05);④免疫组化CD31染色结果显示:复合水凝胶组创面组织中新生微血管数量明显高于水凝胶组和对照组(P<0.05);⑤免疫组化CD45染色结果显示:与对照组和水凝胶组相比,复合水凝胶组创面组织中炎症面积明显减少(P<0.05);⑥免疫荧光染色和qRT-PCR结果显示:与对照组和水凝胶组相比,复合水凝胶组创面组织中M2巨噬细胞及其标志性因子白细胞介素10表达显著升高,且M1巨噬细胞及其标志性因子白细胞介素6表达明显降低(P<0.05);⑦上述结果提示:负载人脐带间充质干细胞的氯化壳聚糖-β-甘油磷酸钠复合水凝胶通过促进糖尿病创面肉芽组织和微血管形成,减轻炎症反应,从而促进创面愈合。

人脐带间充质干细胞移植治疗心肌肥厚模型小鼠

背景:左心室肥厚作为高血压病常见的靶器官损害,是心脑血管疾病高发病率和死亡率的独立危险因素。间充质干细胞可以促进组织修复,调节免疫反应,可作为治疗心肌肥厚的种子细胞。目的:观察人脐带间充质干细胞静脉注射治疗小鼠心肌肥厚的疗效。方法:①将C57BL/6J小鼠随机分为假手术组、人脐带间充质干细胞组、PBS组,其中人脐带间充质干细胞组和PBS组采用主动脉弓缩窄术构建C57BL/6J小鼠心肌肥厚模型,人脐带间充质干细胞组小鼠术后第5周开始,尾静脉注射细胞混悬液,每周1次,连续4周,PBS组小鼠尾静脉注射等量PBS,术后6-11周采用超声心动图观察各组小鼠心功能,术后9,10,11周采用苏木精-伊红染色、Western blot检测心肌细胞肥大程度;②体外实验中,通过异丙肾上腺素诱导H9c2细胞肥大,然后将人脐带间充质干细胞与肥大的H9c2细胞共培养于Transwell^(TM)小室中,共培养48 h后F-actin染色分析H9c2细胞横截面积,qRT-PCR检测H9c2细胞内心房钠尿肽、脑钠尿肽和β-肌球蛋白重链mRNA表达量。结果与结论:①超声心动图结果证实:人脐带间充质干细胞组小鼠左心室射血分数、左室短轴缩短率明显高于同期PBS组(P<0.05);②苏木精-伊红染色结果发现,相比于PBS组,人脐带间充质干细胞组心肌纤维排列整齐,心肌细胞横截面积明显减小(P<0.05);③Western blot实验结果证明,人脐带间充质干细胞组小鼠心肌组织中心房钠尿肽、脑钠尿肽和β-肌球蛋白重链蛋白水平明显低于同期PBS组(P<0.01);④与异丙肾上腺素组相比,共培养后的H9c2细胞面积明显减小(P<0.01),同时,H9c2细胞中心房钠尿肽、脑钠尿肽和β-肌球蛋白重链mRNA水平明显减少(P<0.05);⑤结果表明,人脐带间充质干细胞可通过抑制细胞内肥大相关基因的表达,在一定程度上缓解压力负荷型心肌肥厚的发生,改善小鼠心功能。

负载碱性成纤维细胞生长因子温敏性壳聚糖-胶原复合水凝胶可减缓小鼠心肌梗死后心室的重构

背景:单独应用壳聚糖或胶原蛋白可改善心肌梗死区微血管密度,参与心肌梗死后的短期心肌修复,基于此课题组制备了温敏性壳聚糖-胶原复合水凝胶,证实其具有良好的理化性能,适合作为心肌组织工程支架材料。目的:制备负载碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor,bFGF)的壳聚糖-胶原蛋白复合水凝胶,分析其理化性能、生物相容性及治疗小鼠心肌梗死的预后疗效。方法:①将bFGF分别负载于壳聚糖-胶原蛋白复合水凝胶与壳聚糖水凝胶中,检测水凝胶中bFGF的释放效率;②将H9C2心肌细胞分别接种于负载bFGF的两种水凝胶中,采用CCK-8法检测细胞增殖;③构建C57BL/6J小鼠心肌梗死模型,随机分3组干预:空白组心肌梗死区注射PBS,对照组注射负载bFGF的壳聚糖水凝胶溶液,实验组注射负载b FGF的壳聚糖-胶原蛋白复合水凝胶溶液,术后28 d进行超声心动图检测与心肌组织学观察。实验获得山西医科大学伦理委员会批准。结果与结论:①相较于壳聚糖水凝胶,壳聚糖-胶原蛋白复合水凝胶可促进凝胶中bFGF的释放;②相较于负载bFGF的壳聚糖水凝胶,负载bFGF的壳聚糖-胶原蛋白复合水凝胶可促进心肌细胞的增殖;③超声心动图显示,实验组、对照组的左心室射血分数与左室短轴缩短率均高于空白组(P<0.05),实验组的左心室射血分数与左室短轴缩短率均高于对照组(P<0.05);④心肌组织学观察显示,实验组、对照组的心肌梗死面积均小于空白组(P<0.05),梗死区室壁厚度大于空白组(P<0.05);实验组的心肌梗死面积均小于对照组(P<0.05),梗死区室壁厚度大于对照组(P<0.05);⑤结果表明,负载bFGF的壳聚糖-胶原蛋白复合水凝胶具有良好的生物相容性,动物体内移植后可显著减缓心肌梗死后的心室重构。

脐带间充质干细胞移植治疗心肌梗死大鼠心功能变化的Meta分析

背景:研究显示,相对于其他来源的干细胞,脐带间充质干细胞这类多功能干细胞的免疫原性较低,将其应用到心肌梗死大鼠基础研究中具有显著疗效。目的:系统评价脐带间充质干细胞对心肌梗死大鼠心功能的影响。方法:计算机检索PubMed、Cochrane、Embase、CBM、中国知网、万方、维普、中国期刊数据库,检索时限从建库起至2019年6月,收集关于脐带间充质干细胞治疗大鼠心肌梗死的系列研究。由2位研究者按照纳入标准独立完成文献筛选、资料提取及方法学质量评价,采用Stata14.0进行Meta分析。结果与结论:最终9篇文献纳入研究,共计216只大鼠。Meta分析结果显示:①脐带间充质干细胞可显著升高心肌梗死大鼠的左室射血分数[95%CI(3.16,3.76),P<0.001];②脐带间充质干细胞对心肌梗死大鼠左室短轴缩短率有显著增加作用[95%CI(0.18,0.54),P<0.001];③脐带间充质干细胞对心肌梗死大鼠的左室舒张末期内径[95%CI(-1.90,-0.99),P=0.042]和收缩末期内径[95%CI(-6.56,-4.65),P<0.001]有明显缩短作用;④脐带间充质干细胞可显著改善心肌梗死大鼠的左室舒张末期容积[95%CI(-2.01,-1.11),P<0.001]和收缩末期容积[95%CI(-3.44,-2.17),P<0.001];⑤结果表明,脐带间充质干细胞移植治疗对心肌梗死大鼠的心功能有明显改善作用,且安全性较高。受纳入文献质量的限制,以上结论需更高质量、更大样本的随机对照实验加以验证。

日本血吸虫重组半胱氨酸蛋白酶抑制剂对小鼠心肌梗死预后的影响及其免疫调节机制

目的探讨日本血吸虫重组半胱氨酸蛋白酶抑制剂(r Sjcystatin)对小鼠心肌梗死(myocardial infarction,MI)预后的影响及其免疫调节机制。方法建立小鼠MI模型,分别于术后1、3、5、7、14、28 d经腹腔注射PBS及10、25μg r Sjcystatin。术后28 d,记录MI小鼠的生存率及心脏黏连率;通过超声心动图观察心功能变化;Masson三色染色法检测心脏结构重构情况。术后7 d,HE染色法检测小鼠心脏损伤情况;CD45免疫组化染色法检测炎症细胞浸润程度;ELISA法检测小鼠血清中主要炎症因子肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白介素-10(interleukin-10,IL-10)、IL-6、转化生长因子-β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)的分泌水平。结果MI术后28 d,与PBS组比较,两剂量r Sjcystatin治疗组小鼠存活率呈上升趋势,心脏黏连率降低;25μg r Sjcystatin治疗组小鼠左室射血分数(left ventricular ejection fraction,LVEF)和左室短轴缩短率(left ventricular fraction shortening,LVFS)明显升高(P<0.05),左室的梗死面积百分比明显减少(P<0.01);两剂量r Sjcystatin治疗组小鼠左室舒张末内径(left ventricular diastolic internal diameter,LVID,d)显著减小(P<0.05),左室壁厚度明显增加(P<0.001);与10μg r Sjcystatin治疗组比较,25μg r Sjcystatin治疗组的LVEF和LVFS均明显升高(P<0.05),LVID,d差异无统计学意义(P﹥0.05),左室梗死面积百分比显著减小(P<0.05),室壁厚度明显增加(P<0.001)。MI术后7 d,与PBS组比较,两剂量r Sjcystatin治疗组炎性细胞的浸润减少,心肌纤维的破坏减轻;25μg r Sjcystatin治疗组棕黄色炎性细胞颗粒的平均光密度值显著低于PBS组及10μg r Sjcystatin治疗组(P分别为<0.05和<0.001);与PBS组比较,25μg r Sjcystatin组小鼠血清TNF-α和IL-6的含量显著降低(P分别为<0.05及<0.01),TGF-β1含量显著升高(P<0.001),IL-10含量呈升高趋势,但差异无统计学意义(P>0.05)。结论r Sjcystatin可通过适度减弱炎细胞浸润、降低促炎因子TNF-α和IL-6分泌及增加抗炎因子IL-10和TGF-β1分泌,从而抑制小鼠MI后的炎症反应,延缓心肌结构重构的发生,对心肌有一定保护作用。

小鼠Sca-1^+干细胞对心肌梗死模型小鼠的疗效及其基因调控机制

目的探讨小鼠干细胞抗原-1阳性(stem cell antigen-1-positive,Sca-1^+)干细胞(stem cells,SCs)对心肌梗死(myocardial infarction,MI)模型小鼠的疗效及其基因调控机制。方法采用免疫磁珠分选法急性分离2日龄及3、6、9、12月龄小鼠心脏Sca-1^+SCs;通过结扎8周龄小鼠心脏冠状动脉左主降支,建立小鼠急性MI模型,于心梗边缘区分别注射PBS和Sca-1^+SCs悬液。术后行超声心动图测定心功能,Masson三色染色、心重/体重比(HW/BW)用于评价各组Sca-1^+SCs对心脏结构的影响。将各组小鼠心脏Sca-1^+SCs进行全基因组测序,通过STEM软件对转录组基因表达水平进行聚类及GO富集分析,筛选出乳鼠和成年鼠差异表达的基因类型,并采用qRT-PCR法进一步验证目的基因的表达情况。结果 MI术后,与PBS组比较,乳鼠心脏Sca-1^+SCs治疗组小鼠左室射血分数(left ventricular ejection fraction,LVEF)和左室短轴缩短率(left ventricular fraction shortening,LVFS)均明显升高(P <0. 05),HW/BW明显降低(P <0. 05),左室舒张末内径(left ventricular diastolic internal diameter,LVIDd)明显减小(P <0. 05);与成年鼠比较,乳鼠心脏Sca-1^+SCs移植治疗可降低心肌梗死面积,缓解心腔扩大。在乳鼠心脏Sca-1^+SCs中高表达,而成年鼠表达降低的基因共185个,regulation of developmental process条目上富集基因有38个,其中肌球蛋白重链6(myosin heavy chain6 cardiac muscle alpha,Myh6)、胰岛素样生长因子2(insulin-like growth factor 2,Igf2)、成骨细胞特异性因子(periostin,Postn)、神经元再生相关蛋白(neuronal regeneration related protein,Nrep)基因在乳鼠心脏Sca-1^+SCs中具有较高转录水平。与乳鼠比较,成年小鼠心脏Sca-1^+SCs中Myh6、Igf2、Postn、Nrep基因m RNA的表达水平均显著下调(P <0. 05)。结论乳鼠心脏Sca-1^+SCs移植对MI的疗效优于成年小鼠,其原因可能是乳鼠心脏Sca-1^+SCs中Myh6、Igf2、Postn、Nrep等基因的表达水平高于成年小鼠。