Key words aplastic anemia; animal model; mesenchymal stem cell; hematopoiesis
骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells, MSC)除具有促进造血干细胞移植后造血重建外,还具有免疫调节作用,防治移植物抗宿主病[1,2]。获得性再生障碍性贫血主要是T淋巴细胞介导的骨髓造血功能衰竭[3,4],且再生障碍性贫血患儿骨髓MSC体外增殖能力较正常对照儿童明显减弱[5]。本研究探讨人源骨髓MSC 对免疫介导性再生障碍性贫血小鼠骨髓造血功能及生存率的影响,再生障碍性贫血模型的建立
清洁级雌性BALB/c小鼠(H2d、Mlsb),8-10周龄,16-18 g,作为受者。清洁级DBA/2小鼠(H2d、Mlsa),6-10周龄,为淋巴细胞供者。两者均由中山大学动物实验中心提供。参照文献[6]建立免疫介导性再生障碍性贫血模型。取DBA/2小鼠颈椎脱臼处死,常规消毒,无菌取出胸腺及颈部、颌下、腋窝、腹股沟、肠系膜等处淋巴结,分别获胸腺、淋巴结细胞悬液,细胞浓度为5×106/ml,按胸腺细胞与淋巴结细胞以1∶2比例混合,即胸腺淋巴结细胞悬液。台盼蓝鉴定细胞活性,活性细胞>95%。雌性BALB/c小鼠经5 Gy 60Co γ射线全身照射(剂量率125.35 cGy/min),照射后20小时内由尾静脉注入DBA/2小鼠胸腺淋巴结细胞1×106/只。小鼠照射后立即移入中山大学动物实验中心SPF级无菌层流室内,饮用加有庆大霉素(40万U/L)和二性霉素B(50 mg/L)高压灭菌水,每日观察并记录小鼠体重、活动力、外表、饮食、大便、死亡情况,制模后28天实验终止。
MSC分离、扩增及输注
取正常儿童骨髓2 ml,按本室已建立的方法[7]进行MSC分离、扩增,传代至4-5代时收获细胞,于制模后第3天(照射后72小时)经小鼠尾静脉注射人源MSC 1×106。
实验分组
雌性BALB/c小鼠30只,分为3组:①再生障碍性贫血模型组:11只,照射+胸腺淋巴结细胞输注;②MSC组:10只,照射+胸腺淋巴结细胞输注+MSC输注;③单纯照射组: 9只,仅照射。
观察指标
生存率及生存曲线。 比较各组小鼠生存情况。
外周血象检测 于制模后第7、10、14、21天分别断尾,微量吸管采集肝素抗凝血20 μl,细胞计数仪检测白细胞(WBC)、血红蛋白(Hb)、血小板(Plt)水平。
单侧股骨有核细胞数测定及骨髓造血祖细胞集落培养 于制模后28天或濒死时颈椎脱臼处死实验小鼠,在无菌条件下取出右侧股骨,用不含血清IMDM培养液冲洗细胞,离心,弃上清,加1 ml IMDM混匀,计单测股骨有核细胞数量。取2×104 细胞接种于1 ml甲基纤维素半固体培养基MethocultTM GFM3434(美国Stem Cell公司产品)中进行造血祖细胞集落培养,于第7天在倒置显微镜下计数粒巨噬细胞集落(CFUGM)。
组织学检查 于制模后28天或濒死时颈椎脱臼处死实验小鼠,取小鼠肝、脾及左侧股骨,富尔马林固定,石蜡包埋切片,HE染色,显微镜下观察组织学变化。
统计学处理
用SPSS 11.5 软件处理资料,多组均数的比较采用OnewayANOVA, 绘制KaplanMeier生成函数曲线并对其进行Log Rank检验。
结 果
MSC对再生障碍性贫血小鼠存活率的影响
照射组于照射后2-3天、2周体重轻微下降,3周左右恢复正常,至28天时均存活。模型组于制模后3-7天体重明显下降,第9天略有回升,12天再次明显下降,苍白、活动明显减少,弓背,松毛,9只于12-19天死亡,解剖发现各脏器苍白,胸腺、脾脏、淋巴结萎缩,部分小鼠小肠有出血点,另2只于3周后体重回升,活动渐增多,毛光滑,模型组小鼠28天存活率为18.2%。MSC组体重变化与照射组相似,2只于16天死亡,其28天存活率为80%。各组KaplanMeier生存函数曲线如图1所示,MSC组与模型组生存曲线比较差别具有极显著意义(Log Rank统计量=7.33,p=0.0068)。
MSC对外周血象的影响
结果见附表。如表所示,模型组小鼠于制模后7天WBC明显下降,与MSC组及照射组比较差异均具有显著意义(p<0.01);10天时3组血象指标均显著降低;14天时模型组外周血象仍明显降低,而MSC组和照射组开始回升,至21天血象基本恢复正常。9只再生障碍性贫血模型鼠于3周内死亡,2只生存至21天时血象亦逐渐回升。