基础研究
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世界华人消化杂志. 2014-06-08; 22(16): 2229-2236
Published online 2014-06-08. doi: 10.11569/wcjd.v22.i16.2229
CXCR4转染的骨髓间充质干细胞靶向治疗急性肝衰竭
马虎成, 施晓雷, 任昊桢, 袁献温, 丁义涛
马虎成, 施晓雷, 任昊桢, 袁献温, 丁义涛, 南京大学医学院附属鼓楼医院肝胆外科 江苏省南京市 210008
马虎成, 主要从事终末期肝病的治疗.
基金项目: 国家自然科学基金资助项目, No. 81170418;江苏省自然科学基金资助项目, No. BK20131084.
作者贡献分布: 课题由施晓雷与马虎成设计; 研究过程由马虎成与任昊祯完成; 研究所用试剂与分析工具由袁献温与丁义涛提供; 数据分析由施晓雷与任昊祯完成; 本论文写作由马虎成、施晓雷及丁义涛完成.
通讯作者: 丁义涛, 教授, 博士生导师, 210008, 江苏省南京市鼓楼区中山路321号, 南京大学医学院附属鼓楼医院肝胆外科. yitaoding@hotmail.com
收稿日期: 2014-02-13
修回日期: 2014-04-03
接受日期: 2014-04-09
在线出版日期: 2014-06-08
Abstract

目的: 提高骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cell, MSC)移植治疗急性肝衰竭时在肝脏的定植率及疗效.

方法: 采用慢病毒转染使MSC过表达CXCR4基因, RT-PCR和细胞流式检测CXCR4表达. ELISA实验检测肝衰竭裸鼠肝脏MSC向基质衍生因子-1α(stromal cell-derived factor-1α, SDF-1α)水平. 迁移实验检测转染的SDF-1α趋化能力. 20%(V/V)四氯化碳(CCl4)橄榄油溶液8 μL/g腹腔注射诱导裸鼠急性肝衰竭模型, 24 h后尾静脉注射CXCR4转染的间充质干细胞(CXCR4-MSC)和未转染的间充质干细胞(Null-MSC). 于注射后各时间点活体示踪MSC分布情况、裸鼠肝功能、生存率、组织病理学改变和肝细胞增殖情况.

结果: CXCR4-MSC高表达CXCR4基因和CXCR4蛋白, 肝衰竭裸鼠肝脏SDF-1α水平升高, 与正常裸鼠相比有统计学差异. 体外迁移实验证实CXCR4-MSC比Null-MSC具有向SDF-1α更好的迁移能力. 体内活体成像显示移植后5 d CXCR4-MSC主要定植在肝脏, 而Null-MSC在肝脏和脾脏都有定植. 高定植率使得转染组裸鼠比未转染组裸鼠肝细胞受损更轻且具有更长的生存期, 同时转染组裸鼠肝细胞增殖明显多于未转染组, 两者有统计学差异. 我们的实验证实转染CXCR4基因的骨髓间充质干细胞能够更好地促进肝再生.

结论: 基因修饰使骨髓间充质干细胞过表达CXCR4基因能够促进干细胞在肝脏的定植, 改善肝功能, 提高肝细胞的再生和裸鼠的生存率, 为干细胞移植治疗肝功能衰竭提供了更广阔的应用途径.

Keywords: 急性肝衰竭; 细胞移植; 间充质干细胞; 趋化因子受体4; 基因修饰

核心提示: 骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cell, MSC)移植有望替代肝移植, 成为急性肝衰竭的新手段. 但干细胞在肝脏较低的定植率制约了其疗效. 骨髓间充质干细胞向基质衍生因子-1α(stromal cell-derived factor-1α, SDF-1α)/CXCR4轴在干细胞向损伤组织的归巢过程中发挥了重要作用. 我们通过基因修饰的方法使MSCs高表达CXCR4, 体外活体示踪证实了CXCR4修饰的MSCs在衰竭肝脏中的定植率要明显高于未修饰者. 而更高的定植率也导致了更长的生存期和更好的肝功能恢复.