骨髓间充质干细胞移植对心衰大鼠心肌结构和功能的影响

研究骨髓间充质干细胞(MSC)移植对心力衰竭(简称心衰)大鼠心肌结构和功能的影响以及在病损心肌体内分化为心肌细胞的情况。将96只Wistar大鼠,用阿霉素成功诱导了54只心衰模型,随机分成3组,移植组为左室前壁注射MSC,对照组注射培养基,心衰组不给予任何干预措施。由彩色超声心动图(TTE)监测左室心功能参数。8周检测完成后取出心脏标本,做冰冻切片脏染色观察病损心肌结构的变化及免疫荧光检查植入MSC心肌肌球蛋白重链(MHC)及心肌特有的连接蛋白(Cx43)表达情况。结果表明植入的MSC存活并表达了MHC及Cx43,其周围宿主心肌细胞肿胀明显减轻。在移植MSC2周后,心功能开始改善,至8周时,心功改善能更明显。由此得出结论：MSC在病损心肌体内不仅能存活、分化为心肌细胞,使病损心肌组织病变减轻。而且可显著改善心衰大鼠的心功能。     

骨髓间充质干细胞在大鼠实验中的移植途径及比较

骨髓间充质干细胞是具有自我更新能力和分化潜能的一类成体干细胞,经过局部微环境的诱导,可在体内外进行扩展,到晚期可分化成为多种细胞系。当组织受损伤时,可迅速到达损伤部位,分化为特异的组织细胞,参与组织修复。骨髓间充质干细胞这种惊人的分化及组织修复能力,为治疗退行性疾病和器官损伤性疾病提供广阔前景,故成为科研热点。国内外相关实验研究多以大鼠为动物模型,而骨髓间充质干细胞如何进入大鼠体内并定植,是实验成功的重要前提。因此如何找到最合适、最安全的移植途径将骨髓间充质干细胞有效地移植进入大鼠疾病模型体内的受损区域,是研究者关心的重点。本文就目前骨髓间充质干细胞在大鼠实验中不同移植途径进行综述,并比较各种途径的优缺点,希望能对临床科研工作提供参考,并期待能有更成熟的移植手段来推动骨髓间充质干细胞实验研究的进展。     

骨髓间充质干细胞移植治疗大鼠肝损伤的实验研究

目的:了解肝损伤大鼠在输注骨髓间充质干细胞后肝功能生化指标和肝脏组织病理变化情况,为临床应用提供实验依据。方法:将大鼠随机分为正常组和造模组。造模组采用腹腔注射四氯化碳的方法构建,然后将造模组随机分为干细胞移植治疗组、模型对照组。干细胞移植组经门静脉输注标记的骨髓间充质干细胞。3周后处死大鼠。然后检测大鼠肝功能、肝脏病理改变分析干细胞移植治疗肝损伤效果。结果:干细胞移植治疗3周后,大鼠的肝脏与对照组比较,明显恢复,但是并没有恢复到正常水平。结论:骨髓间充质干细胞对肝损伤的大鼠有治疗作用。     

移植骨髓间充质干细胞治疗大鼠糖尿病的研究

目的 通过移植骨髓间充质干细胞（mesenchymal stem cell,MSC）的方法试治疗大鼠糖尿病。方法 贴壁生长的MSC与大鼠胰腺的细胞共培养以检测其向胰岛细胞分化的潜能。并将体外培养扩增的MSC移植入糖尿病大鼠体内,观测其能否改善糖尿病病情及其在大鼠体内微环境中的分化情况。结果 共培养法可使MSC分化为胰岛样细胞。对大鼠的MSC移植能明显缓解糖尿病病情。结论 MSC移植的方法对大鼠糖尿病有一定的治疗作用。     

骨髓间充质干细胞源神经细胞移植治疗帕金森病大鼠模型

目的探讨骨髓间充质干细胞（mesenchymal stemcells,MSCs）源神经细胞脑内移植对帕金森病（Parkinson s disease,PD）大鼠的治疗作用。方法贴壁培养法分离、培养大鼠骨髓MSCs,脑匀浆上清诱导第3代MSCs向神经细胞分化,采用免疫细胞化学法鉴定诱导分化后细胞的性质,激光共聚焦显微镜检测诱导前后细胞Ca2＋浓度变化,6只PD大鼠行纹状体内MSCs源神经细胞移植作为细胞移植组,6只PD大鼠作为对照组。细胞移植术后4周检测PD大鼠的行为变化,观察移植细胞在脑内的分布情况。结果倒置显微镜下可见MSCs呈纺锤形和多角形,有1～2个核仁,MSCs经脑匀浆上清诱导后其胞体折光性增强,发出数个细长突起,互相交织成网,有的似轴突。诱导后细胞表达神经元特异性标志物神经元特异性烯醇化酶（NSE）和神经丝蛋白（NF）,胞质Ca2＋荧光强度显著增强,可推测诱导后的细胞为MSCs源神经细胞,将BrdU标记的MSCs源神经细胞移植到PD大鼠纹状体治疗4周后,可见细胞散在分布于注射侧脑组织,有少量细胞可迁移到对侧脑组织,PD大鼠的旋转行为得到显著改善。结论MSCs源神经细胞移植治疗帕金森病大鼠可使其旋转行为得到改善。     

不同数目骨髓间充质干细胞移植对大鼠肺损伤的抑制作用

目的研究不同数目的骨髓间充质干细胞（mesenchymal stem cells,MSCs）静脉移植对野百合碱（monocrotaline,MCT）诱导大鼠肺损伤的抑制作用。方法全骨髓贴壁法培养Wistar大鼠MSCs,取第3～5代细胞进行移植。健康雄性Wistar大鼠20只由颈外静脉移植MSCs,按移植细胞个数分为5×105组、1×106组、5×106组和对照（生理盐水）组（n=5）,测定移植前、移植后5 min,30 min及24 h的RVSP。另40只随机分组（n=10）：①MCT/MSCs 5×105组;②MCT/MSCs 1×106组;③MCT组;④对照组,腹腔注射60 mg/kgM CT（对照组注射等量生理盐水）,同时分别移植MSCs 5×105个、1×106个或等量PBS液体。4周后检测大鼠右心室收缩压（right ventricularsystolic pressure,RVSP）、RV/（LV＋S）重量比值;肺组织苏木素-伊红染色、地衣红染色和平滑肌Actin免疫组织化学染色。统计数据采用SPSS 11.0软件,对各组数据进行单因素方差分析检验。结果少于1×106个MSCs颈外静脉移植是安全的。MSCs颈外静脉移植4周后,MCT/MSCs 1×106组RVSP（35.6±8.4）mmHg与MCT组（47.2±10.5）mmHg相比明显下降（P〈0.05）,心室比0.3572±0.0923明显低于MCT组0.4454±0.0935（P〈0.05）,而MCT/MSCs 5×105组RVSP为（42.5±11.3）mmHg,心室比0.4003±0.0725,与MCT组相比无明显下降（两者P〉0.05）;病理染色可见肺组织肺小动脉中,MCT/MSCs 1×106组中膜厚度分布为（19.2±3.8）%,较MCT组（26.4±4.9）%明显变薄（P〈0.05）;而MCT/MSCs 5×105组（23.3±3.6）%较MCT组相比无显著差异（P〉0.05）。结论 MSCs颈外静脉移植对MCT诱导的肺损伤具有抑制作用,1×106个细胞较5×105个细胞移植抑制作用显著。     

骨髓间充质干细胞移植对大鼠低氧性肺动脉高压的影响

目的：探讨骨髓间充质干细胞（MSCs）移植对大鼠低氧性肺动脉高压（HPH）的影响。方法：体外分离、培养、鉴定SD大鼠骨髓MSCs、绿色荧光蛋白腺病毒标记MSCs细胞。将健康雄性SD大鼠随机分为4组：正常对照组（NC组）8只、低氧性肺动脉高压组（HPH组）8只,低氧性肺动脉高压同时骨髓间充质干细胞移植组（MSCs组）24只,低氧性肺动脉高压同时携带血管内皮生长因子（VEGF）的MSCs移植组（VEGF＋MSCs组）24只。采用常压间歇低氧法建立大鼠肺动脉高压模型,干细胞转染并行干细胞移植。观察大鼠平均肺动脉压力（mPAP）,计算右心室肥厚指数（RVHI）,显微镜下观察各组大鼠肺小动脉形态结构改变,并在荧光显微镜下观察干细胞移植7d,14d,28d时腺病毒转染荧光标记的MSCs在肺小动脉分布及表现。结果：NC组28d时mPAP（mmHg）为15．5±1．5,而HPH组、MSCs组及MSCs＋VEGF组分另q为26．1±1．9、21．6±2．7及20．1±2．9,均明显高于NC组（P〈0．01）,但MSCs组及MSCs＋VEGF组较HPH组明显下降（P〈0．01）,MSCs组与MSCs＋VEGF组无明显差别。NC组28d时RVHI为0．28±0．02,而HPH组、MSCs组及MSCs＋VEGF组RVHI分别为0．43±0．07、0．34±0．03及0．35±0．01,均明显高于NC组（P〈0．01）,但MSCs组及MSCs＋VEGF组较HPH组明显下降（P〈0．05）,MSCs组与MSCs＋VEGF组无明显差别。HPH组28d时,肺小动脉管壁明显增厚,管腔明显狭窄、闭塞,内皮细胞不完整,而MSCs组血管壁较HPH组变薄,管腔通畅,内皮细胞完整性改善,MSC8组及MSCs＋VEGF组的表现改变不明显。结论：骨髓间充质干细胞移植可改善肺小动脉血管重塑,从而部分逆转HPH的进程;而将VEGF与MSCs联合移植并未提高单纯MSCs移植的作用。     

骨髓间充质干细胞移植对脑梗死大鼠神经功能恢复的影响

目的:观察骨髓间充质干细胞(BMSC)移植对脑梗死大鼠神经功能恢复的影响,并对其相关机制进行探讨。方法:90只大鼠随机分为3组:假手术组、对照组、BMSC移植组,每组30只。对照组和BMSC移植组建立大鼠大脑中动脉阻塞(MCAO)模型,假手术组只需要分离大鼠颈部组织,而不造MCAO模型。BMSC移植组在MCAO模型术后1天经尾静脉注射1 mL/3×10~6 BMSC,对照组注射同剂量的生理盐水,于MCAO术后1 d、3 d、7 d、14 d、21 d、28 d、35 d、42 d、49 d分别对各组大鼠进行神经功能评分(mNSS),术后2个月对BMSC移植组及对照组大鼠脑组织进行免疫组化染色,检测MAP2、TUJ1、Ⅷ因子、GFAP的表达情况。结果:在治疗后的第7天至第35天,BMSC移植组mNSS均显著低于对照组(P0.05)。术后2个月,BMSC移植组MAP2、TUJ1、Ⅷ因子表达量显著高于对照组,而GFAP表达量显著低于于BMSC对照组(P0.01)。结论:BMSC移植可以促进脑梗死神经功能的恢复。     

骨髓间充质干细胞移植修复大鼠半横断脊髓损伤

目的初步探讨骨髓间充质干细胞诱导为神经细胞,及其移植对大鼠脊髓半横断损伤神经功能恢复和运动的影响。方法贴壁培养法分离培养大鼠骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs),大鼠脊髓匀浆上清诱导第3代向神经细胞分化,经免疫组化鉴定分化后细胞的性质。制备大鼠半横断脊髓损伤模型,脊髓损伤局部注射BrdU标记诱导后的神经细胞。细胞移植5周后观察移植细胞在脊髓内存活分布情况。结果倒置显微镜下可见MSCs呈纺锤形和多角形,有1~2个核仁,经脊髓匀浆上清诱导后,发出数个细长突起,并交织成网,诱导后的细胞表达Nestin,可推测诱导后的细胞为MSCs源神经细胞。5周后移植的MSCs在宿主损伤脊髓内聚集并存活,表达MAP-2、NF、GFAP与对照组比较有统计学意义(P0.05)。大鼠运动功能较移植前有所改善。结论MSCs经脊髓匀浆上清诱导后移植治疗大鼠半横断脊髓损伤可使运动功能得到改善。     

骨髓间充质干细胞移植对异丙肾上腺素致心力衰竭大鼠心功能及炎性细胞因子表达的影响

目的：观察骨髓间充质干细胞（MSCs）移植对异丙基肾上腺素（ISO）致心力衰竭大鼠心脏功能和炎性细胞因子（TNF—α、IL-1β和IL-6）表达的影响。方法：采用全骨髓培养方法分离培养大鼠的MSCs;雄性Wistar大鼠45只,随机分为：正常对照组（n=15）、模型组（n=30）。正常对照组给予生理盐水皮下注射、模型组采用170mg／kg的剂量皮下注射ISO,连续4天给药;各组动物末次皮下注射4周后,行超声心动图检查,将模型组LVEF〈70％的大鼠（n=20）随机分为细胞移植组（n=10）和培养液组（n=10）,后大鼠开胸,细胞移植组将150μL（3×10^6MSCs）用微注射器分4点注射到左心室前壁,培养液组和正常对照组给与心肌内注射等量细胞培养液。移植后4周用超声心动图检测大鼠的心功能,并取心脏组织行免疫组化染色。结果：移植后4周,与正常对照组比较,细胞移植组和培养液组LVDs明显增加,EF和FS明显下降（P〈0．01）;而和培养液组相比,细胞移植组LVDs明显下降、EF和FS明显升高（P〈0．05）;免疫组化染色结果显示,与培养液组比较,细胞移植组TNF—α、IL-1β和IL-6阳性表达细胞明显降低（P〈0．05,P〈0．01,P〈0．01）。结论：MSCs移植可以改善心衰大鼠的心脏功能,同时下调心衰大鼠心脏炎性细胞因子TNF—α、IL-1β和IL-6的表达。     

移植途径对大鼠骨髓间充质干细胞归巢及肝功能恢复的影响

目的 探讨移植途径对骨髓间充质干细胞（MSCs）归巢及促进肝切除大鼠肝再生的影响.方法 建立肝切除大鼠模型,随机分为3 组,即肝切除对照组、尾静脉移植组和门静脉移植组.移植组分别经尾静脉和门静脉注射DAPI 标记的MSCs 约1.5×106/ 只,分别于第3 天和第9 天后采血清检测肝功能,第9 天处死大鼠取肝脏标本,并通过荧光显微镜观察两种移植途径对MSCs 向肝脏迁移的影响.结果 门静脉移植组（18.1 ± 3.4）个细胞/100 倍视野到肝脏归巢及定植的 MSCs 多于尾静脉移植组（7.6 ± 2.0）个细胞/100 倍视野,差异有统计学意义（P 〈 0.01）.术后第9 天各组大鼠肝功能均有好转,丙氨酸氨基转移酶（ALT）及天冬氨酸氨基转移酶（AST）3 组之间对比差异无统计学意义（F = 2.822,1.046,P = 0.057,0.365,P 〉 0.05）;但两移植组与单纯肝切除组比较血浆白蛋白（ALB）均有明显升高,差异具有统计学意义（F = 6.259,P = 0.006）;尾静脉移植组与门静脉移植组两移植组之间相比,差异无统计学意义（P 〉 0.05）.结论 移植途径对 MSCs 归巢、定植到肝脏有一定影响,门静脉途径优于外周静脉,MSCs 移植对肝大部切除大鼠肝功能恢复具有促进作用.     

Protective effect of apelin on cultured rat bone marrow mesenchymal stem cells against apoptosis

Bone marrow-derived mesenchymal stem cells (BMSCs) have shown great promise for ischemic tissue repair. However, poor viability of transplanted BMSCs within ischemic tissues has limited their therapeutic potential. Apelin, an endogenous peptide, whose level is elevated following ischemia, has been shown to enhance survival of cardiomyocytes and neuronal cells during ischemia. We hypothesized that apelin-13 protects BMSCs from apoptotic death. In this paper we determined the potential mechanism of apelin-13 effects using cultured BMSCs from adult rats. Apoptosis was induced by the specific apoptotic insult serum deprivation (SD) for up to 36 h. Apoptotic cell death was measured using immunostaining and Western blotting in the presence and absence of apelin-13 (0.1 to 5.0 nM) co-applied during SD exposure. SD-induced apoptosis was significantly reduced by apelin-13 in a concentration-dependent manner. SD-induced mitochondrial depolarization, cytochrome c release, and caspase-3 activation were largely prevented by apelin-13. The apelin-13 anti-apoptotic effects were blocked by inhibiting the MAPK/ERK1/2 and PI3K/Akt signaling pathways. Taken together, our findings indicate that apelin-13 is a survival factor for BMSCs and its anti-apoptotic property may prove to be of therapeutic significance in terms of exploiting BMSC-based transplantation therapy.     

Effects of transplanted bone marrow mesenchymal stem cells on the irradiated intestine of mice

We investigated the potency of exogenous bone marrow mesenchymal stem cells (MSCs) to engraft into irradiated intestine, as well as these cells’ effects on radiation-induced enteric injury. MSCs from β-Gal-transgenic mice were transplanted into C57BL/6J recipient mice that received abdominal irradiation (13 Gy). At different time points, recipient intestines were examined for the engraftment of donor-derived cells by immunofluorescence analysis. Additionally, the expression status of chemokines induced by radiation injury was analyzed in the irradiated intestine. Next, MSCs were transduced with an adenoviral vector encoding a certain chemokine receptor gene in order to promote the engraftment rate via chemotaxis. The intestinal permeability and histomorphological alterations were measured to evaluate the therapeutic effect of MSC transplantation. The results demonstrated that infused MSCs possessed the potency to engraft into irradiated enteric mucosa, but the engraftment rate was too low to produce a therapeutic effect. The expression of stromal cell-derived factor-1 (SDF-1) was up-regulated in irradiated intestine. MSCs genetically modified by CXCR4 (the receptor for SDF-1) engrafted into irradiated intestine at a significantly elevated level and ameliorated the intestinal permeability and histopathological damage.     

Effects of strontium on proliferation and differentiation of rat bone marrow mesenchymal stem cells

Strontium ranelate (SrR) was an effective anti-osteoporotic drug to increase bone formation and decrease bone resorption. However, reports about the effect of SR on osteoblastic and adipocytic differentiation from bone marrow mesenchymal stem cells (BMMSCs) are limited. The purpose of this study is to evaluate whether SrR affects the ability of BMMSCs to differentiate into osteoblasts or adipocytes. Rat BMMSCs were identified by flow cytometry and exposed to SR (0.1 and 1.0mMSr(2+)) under osteogenic or adipogenic medium for 1 and 2weeks. The proliferation and differentiation of BMMSCs were analyzed by MTT, alkaline phosphatase (ALP), Oil red O staining, quantitative real-time RT-PCR and Western blot assays. SrR significantly inhibited the proliferation, increased osteoblastic but decreased adipocytic differentiation of rat BMMSCs dose-dependently. In osteogenic medium, SrR increased the expression of ALP, the mRNA levels of Cbfa1/Runx2, bone sialoprotein, and osteocalcin by RT-PCR, and the protein levels of Cbfa1/Runx2 by Western blot. In adipogenic medium, SrR decreased the mRNA levels of PPARγ2, adipocyte lipid-binding protein 2 (aP2/ALBP), and lipoprotein lipase (LPL) by RT-PCR, and the protein expression of PPARγ in Western blot analysis. These results indicated that the effects of SrR to promote osteoblastic but inhibit adipocytic differentiation of BMMSCs might contribute to its effect on osteoporosis treatment.     

骨髓间充质干细胞可塑性研究

骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells,MSCs）具有跨系统、甚至跨胚层分化的特性,称为MSCs的可塑性（plasticity）,成为细胞工程、再生医学中的主要选择细胞。但随着对成体干细胞可塑性质疑的出现,使MSCs是否具有转分化能力,存在着极大的分歧。对MSCs可塑性是否真正存在的进一步明确,越加显得急切和重要,也对干细胞基础理论及其临床应用具有指导性意义。     

骨髓间充质干细胞向神经细胞分化的研究

无论是在体外实验、还是在体内实验,MSCs都可以向中枢神经系统(CNS)神经细胞分化,但争议颇多。因为功能性神经元不仅要具有典型神经元的形态、特异性标记,还要求具有可兴奋性、能和其他神经元形成突触联系、产生突触电位等,所以对于骨髓间充质干细胞是否能诱导出真正具有功能的神经元存在很大分歧。在此对MSCs向神经细胞诱导分化研究的现况、存在的问题及发展前景给以综述。