自体骨髓间充质干细胞移植对家兔氟骨症治疗作用研究

摘要

目的:建立家兔氟骨症模型,耳缘静脉和关节腔注射移植自体间充质干细胞(BMSCs),观察其对氟中毒治疗的有效性. 方法:健康3月龄新西兰家兔94只,雌雄各半,分为空白对照组20只和模型组74只,空白对照组饮常规自来水,模型组饮含氟化钠300mg/L的自来水.90d后,空白对照组和模型组家兔各取8只,测定家兔股骨骨密度、血清中碱性磷酸酶(ALP)及骨钙素(BGP)浓度、股骨骨氟含量、X线观察骨骼影像变化、HE染色观察股骨组织病理学进行家兔氟骨症模型鉴定.分离家兔BMSCs,成骨诱导和成脂诱导分化检测BMSCs多向分化潜能,流式细胞术检测细胞表面标志物鉴定BMSCs.模型鉴定后剩余78只家兔分为示踪部分(单次/多次耳缘静脉注射、单次/多次关节腔注射、示踪溶剂对照组、示踪空白对照组,6只家兔/组)和治疗部分(单次/多次耳缘静脉注射、单次/多次关节腔注射、自然恢复组、治疗溶剂对照组、治疗空白对照组,6只家兔/组).示踪部分用BrdU标记BMSCs移植入家兔体内,免疫组化检测示踪BMSCs,治疗部分家兔,自体移植BMSCs后观察60d后,测定家兔股骨骨密度,血清中ALP及BGP浓度、股骨骨氟含量、X线观察治疗前后骨骼影像学变化,HE染色观察股骨组织病理学改变. 结果:氟化钠染毒90d后,模型组骨密度、ALP浓度、BGP浓度、骨氟含量及骨小梁面积均高于对照组,股骨X线影像可见家兔股骨骨密度升高,骨质硬化、骨纹理粗化,HE染色股骨表现为骨小梁数目增多、排列紊乱,证实家兔氟骨症模型成功建立.分离培养的BMSCs经鉴定表现出成骨及脂肪细胞的生物学特征,流式细胞术检测显示细胞表面表达CD44、CD90,不表达CD34、CD45,确认所分离细胞为骨髓间充质干细胞.示踪免疫组化结果显示BrdU阳性表达.多次耳缘静脉及关节腔注射移植治疗组骨密度、ALP、BGP、骨氟、骨小梁面积较自然恢复组下降.X线显示股骨上骨斑消失,骨密度降低,紊乱骨纹有所恢复;HE染色显示骨髓腔间隙增大,骨小梁数目减少,同时伴有部分新生成的粗细不均、排列整齐、骨髓间隙较均匀的正常骨小梁.而单次耳缘静脉/关节腔注射移植BMSCs疗效观察未发现有治疗效果. 结论:氟骨症家兔自体BMSCs移植能修复受损骨组织,有效改善氟骨症病理损害,耳缘静脉移植和关节腔注射移植两个移植途径疗效相当且多次移植疗效优于单次移植,以上为地方性氟中毒氟骨症患者的治疗提供了新的思路和方向.