骨髓間充質干細胞對鎘致大鼠腎臟損傷的修復作用研究
本文關鍵詞:骨髓間充質干細胞對鎘致大鼠腎臟損傷的修復作用研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:自20世紀初發(fā)現(xiàn)鎘以來,鎘在人們的日常生產(chǎn)生活中出現(xiàn)日趨頻繁。電鍍、采礦、冶煉、染料及化工廢水的排放等污染水源及土壤,造成人們食用的農(nóng)作物及魚蝦體內鎘含量超標。鎘在人體內的生物半衰期長達10-25年,并且鎘的清除率低,最終造成鎘在人體內大量蓄積。腎臟可蓄積鎘吸收量的1/3,是鎘中毒的重要靶器官,腎臟的結構及功能損傷不容忽視。目前對鎘中毒患者主要以對癥支持治療為主,但只能使病情緩解,無法修復腎臟損傷,臨床上迫切需要一種科學有效的方法來治療鎘對機體造成的腎臟損傷。骨髓間充質干細胞(bonemesenchymal stem cell,BMSCs)具有來源方便、穩(wěn)定、易于體外分離培養(yǎng)、增殖能力強、免疫原性弱、多向分化潛能、移植后向受損部位歸巢并修復其損傷的特點,在組織損傷修復方面具有良好的發(fā)展?jié)撃芎蛷V闊的應用前景,近年來備受醫(yī)學研究青睞。已有研究表明:BMSCs對于缺血再灌注引起的腎臟損傷和燒傷引起的肝臟損傷等有良好的修復效果,但關于BMSCs能否修復鎘染毒所致的腎臟組織損傷國內外還未見詳盡報道。因此本課題將BMSCs移植進鎘染毒所致腎臟損傷的大鼠體內,觀察其對鎘染毒所致大鼠腎臟損傷的修復作用,并初步探討其修復機制,希望為臨床治療鎘染毒所致腎臟損傷提供新的思路和一定的理論依據(jù)。 目的:探討骨髓間充質干細胞靜脈移植后對鎘致腎損傷的修復作用,并初步探討其作用機制。 方法:取Wistar大鼠乳鼠骨髓細胞,采用貼壁培養(yǎng)法純化、擴增BMSCs。利用流式細胞儀檢測BMSCs周期及表面標志物CD44、CD45和CD90。選用30只成年雄性Wistar大鼠,隨機分為空白對照組、模型組(經(jīng)球后靜脈注入生理鹽水0.2mL)和細胞治療組(經(jīng)球后靜脈注入BMSCs0.2mL,1×107個),每組10只。給予0.4mgkg-1體重的CdCl2溶液染毒,每周5次,連續(xù)染毒5周,制備大鼠鎘致腎臟損傷模型,空白對照組給予等量生理鹽水。染毒結束后,將氯甲基苯甲酰胺(CM-Dil)標記的BMSCs經(jīng)球后靜脈移植到細胞治療組大鼠體內,空白對照組及模型組給予同等體積的生理鹽水,移植后每日觀察大鼠一般狀況及體質量變化。細胞移植2周后取大鼠血清檢測肌酐(CR)、尿素氮(BUN)和β2-微球蛋白(β2-MG)含量;取腎臟組織測定腎臟組織內鎘水平;計算臟器系數(shù);HE染色進行病理組織學觀察;TUNEL法檢測腎臟組織細胞凋亡;免疫組織化學法檢測Bax、 Bcl-2、Caspase-3、Beclin1及LC3B的表達;Western blot法檢測腎臟組織內Bax、Bcl-2的相對表達水平。腎臟組織冰凍切片后,采用激光共聚焦顯微鏡觀察BMSCs在細胞治療組大鼠腎臟組織內的定植情況。 結果: BMSCs貼壁生長狀態(tài)良好,流式細胞儀檢測顯示BMSCs陽性表達CD44和CD90,基本不表達CD45,細胞大部分處于相對不活躍的靜止期。細胞移植2周后,模型組大鼠明顯精神萎靡且少動,細胞治療組大鼠精神行為狀態(tài)明顯好于模型組,且細胞治療組大鼠體質量顯著高于模型組(P<0.05)。生化法檢測,細胞治療組大鼠腎臟功能顯著優(yōu)于模型組(P<0.05)。臟器系數(shù)結果表明,與空白對照組相比,模型組大鼠腎臟臟器系數(shù)顯著降低(P<0.05),與模型組相比,細胞治療組大鼠腎臟臟器系數(shù)顯著增高(P<0.05)。原子吸收法檢測,空白對照組大鼠腎臟內僅有微量鎘蓄積,模型組大鼠與細胞治療組大鼠腎臟組織內蓄積大量鎘,二者無明顯差別。病理組織學觀察顯示,模型組大鼠腎臟腎小管及腎小球存在形態(tài)學損傷,而細胞治療組大鼠腎臟病理損傷明顯輕于模型組。TUNEL法檢測,細胞治療組大鼠腎臟細胞凋亡率顯著低于模型組(P<0.05)。免疫組織化學法檢測,與空白對照組相比,模型組大鼠腎臟組織內Bax、Caspase-3、Beclin1及LC3B蛋白表達水平顯著增加(P<0.05),Bcl-2表達顯著降低(P<0.05),與模型組相比,細胞治療組大鼠腎臟組織內Bax、Caspase-3、Beclin1及LC3B蛋白表達水平顯著降低(P<0.05),Bcl-2表達顯著增加(P<0.05)。Western blot法檢測,與空白對照組相比,模型組大鼠腎臟組織內Bax蛋白相對表達水平顯著升高(P<0.05),Bcl-2相對表達水平顯著降低(P<0.05),而Bcl-2與Bax比值(Bcl-2/Bax)顯著降低(P<0.05)。與模型組相比,細胞治療組大鼠腎臟組織內凋亡蛋白Bax相對表達水平顯著降低(P<0.05),Bcl-2相對表達水平顯著升高(P<0.05),而Bcl-2/Bax顯著升高(P<0.05)。激光共聚焦顯微鏡觀察顯示,,細胞治療組大鼠腎臟組織內存在CM-Dil標記的紅色BMSCs。 結論: BMSCs經(jīng)靜脈移植后,能夠在由鎘導致的受損腎臟組織內定植,并且對鎘致腎臟損傷具有明顯的修復效果,其修復腎臟損傷機制可能與抑制腎臟細胞凋亡及抑制細胞自噬有關。
【關鍵詞】:鎘 腎臟損傷 骨髓間充質干細胞 細胞移植 凋亡 自噬
【學位授予單位】:吉林大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2015
【分類號】:R114
【目錄】:
- 中文摘要4-7
- Abstract7-11
- 英文縮略詞11-15
- 第1章 緒論15-25
- 1.1 鎘15-18
- 1.1.1 鎘概述15
- 1.1.2 鎘的吸收及蓄積15
- 1.1.3 鎘的相關安全標準15-16
- 1.1.4 鎘污染事件16-17
- 1.1.5 鎘治療現(xiàn)狀17-18
- 1.2 干細胞18-19
- 1.2.1 干細胞概述18
- 1.2.2 干細胞分類18-19
- 1.3 骨髓間充質干細胞(BMSCs)19-20
- 1.3.1 BMSCs 概述19
- 1.3.2 BMSCs 的特征19
- 1.3.3 BMSCs 的自我更新潛能19
- 1.3.4 BMSCs 的表面標志19-20
- 1.3.5 BMSCs 治療的安全性20
- 1.3.6 BMSCs 向受損部位“歸巢”20
- 1.4 鎘對腎臟組織的損傷機制20-22
- 1.4.1 氧化損傷21
- 1.4.2 Ca~(2+)穩(wěn)態(tài)失調21
- 1.4.3 線粒體應激21-22
- 1.4.4 內質網(wǎng)應激22
- 1.5 細胞凋亡相關機制通路22-23
- 1.5.1 線粒體介導的細胞凋亡通路22
- 1.5.2 內質網(wǎng)介導的細胞凋亡通路22-23
- 1.5.3 P53 介導的細胞凋亡通路23
- 1.6 鎘與腎臟組織的細胞自噬23-25
- 第2章 材料與方法25-35
- 2.1 材料與儀器25-28
- 2.1.1 主要試劑25-26
- 2.1.2 器材26-27
- 2.1.3 主要試劑的配制27-28
- 2.1.4 實驗動物28
- 2.2 方法28-35
- 2.2.1 BMSCs 的分離、培養(yǎng)和擴增28-29
- 2.2.2 流式細胞儀測定 BMSCs 細胞周期29
- 2.2.3 流式細胞儀鑒定 BMSCs 表面標志29
- 2.2.4 動物分組29
- 2.2.5 大鼠鎘染毒腎臟損傷模型的制備29-30
- 2.2.6 CM-Dil 標記 BMSCs 和移植30
- 2.2.7 一般狀態(tài)、體重30
- 2.2.8 腎功能生化指標檢測30
- 2.2.9 臟器系數(shù)測定30
- 2.2.10 原子吸收法測定腎臟組織內鎘水平30-31
- 2.2.11 腎臟組織 HE 染色病理組織學觀察31
- 2.2.12 腎臟組織 TUNEL 法染色31-32
- 2.2.13 免疫組織化學法檢測相關蛋白的表達32-33
- 2.2.14 Western blot 法檢測腎臟組織內 Bcl-2、Bax 表達33-34
- 2.2.15 激光共聚焦顯微鏡觀察 BMSCs 在腎臟內定植34
- 2.2.16 統(tǒng)計學分析34-35
- 第3章 結果35-47
- 3.1 BMSCs 的分離、培養(yǎng)與鑒定35-37
- 3.1.1 BMSCs 的培養(yǎng)35
- 3.1.2 BMSCs 細胞周期35-36
- 3.1.3 BMSCs 表面標志36-37
- 3.2 鎘致腎臟損傷模型制備37-38
- 3.2.1 HE 染色病理組織學觀察37
- 3.2.2 腎功能生化檢測37-38
- 3.3 BMSCs 移植修復鎘致大鼠腎臟損傷38-47
- 3.3.1 大鼠一般狀態(tài)38
- 3.3.2 大鼠體質量變化38
- 3.3.3 腎功能生化檢測38-39
- 3.3.4 腎臟臟器系數(shù)變化39
- 3.3.5 原子吸收法測定腎臟鎘含量39
- 3.3.6 HE 病理組織學觀察39-40
- 3.3.7 TUNEL 檢測腎臟組織內細胞凋亡40-41
- 3.3.8 免疫組織化學法檢測 Bcl-2、Bax、Caspase-3、Beclin1、LC3B的表達41-45
- 3.3.9 Western blot 檢測 Bcl-2、Bax 蛋白表達45
- 3.3.10 BMSCs 在腎臟中定植情況45-47
- 第4章 討論47-53
- 4.1 BMSCs 的鑒定48-49
- 4.2 鎘致腎臟損傷大鼠模型的建立49
- 4.3 BMSCs 對鎘致腎臟損傷的修復作用49
- 4.4 BMSCs 通過抗細胞凋亡機制修復鎘致腎臟損傷49-51
- 4.5 BMSCs 通過抗細胞自噬機制修復鎘致腎臟損傷51
- 4.6 BMSCs 向受損腎臟的歸巢51-53
- 結論53-54
- 參考文獻54-58
- 作者簡介58-59
- 致謝59
【參考文獻】
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本文關鍵詞:骨髓間充質干細胞對鎘致大鼠腎臟損傷的修復作用研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號:472616
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