间充质干细胞通过调控巨噬细胞极化减轻1型糖尿病模型小鼠炎症反应

摘要

目的 探讨间充质干细胞(MSC)减轻1型糖尿病(T1DM)小鼠炎症反应的作用机制.方法 从7日龄小鼠股骨和胫骨分离并培养MSC,应用流式细胞术检测MSC表面标志物Sca-1,CD29,CD105,CD31,CD34,CD45,Ia和CD11b,并采用油红O染色检测体外成脂诱导分化,碱性磷酸酶染色检测成骨诱导分化,实时荧光定量PCR(RT-PCR)检测成脂和成骨关键转录因子,以鉴定分离培养的MSC.6周龄C57BL/6J雄性小鼠ip给予链脲佐菌素50 mg·kg-1,每天1次,连续5 d,制备T1DM小鼠模型,于制备成功后第1和第15天分别尾静脉注射MSC(每只5×105 MSC).第1次MSC治疗后,每周检测小鼠随机血糖和体质量,治疗4周后取胰腺组织和腹腔巨噬细胞,采用HE染色法检测胰腺组织病理变化,免疫组化法检测胰岛素分泌和巨噬细胞数量的变化,流式细胞术检测M1和M2型巨噬细胞比例,RT-PCR检测M1和M2巨噬细胞标志分子诱导型一氧化氮合酶(iNOS),精氨酸酶1(Arg-1)及炎症因子白细胞介素1β(IL-1β),IL-4,IL-6,IL-10,IL-12,干扰素γ(IFN-γ)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)和转化生长因子β(TGF-β)mRNA表达水平.结果 分离培养的MSC高表达Sca-1,CD29和CD105,不表达或低表达CD31,CD34,CD45,Ia和CD11b;成脂诱导分化后,出现大量脂滴,成脂关键转录因子CEBPα和PPARγ表达显著增加(P<0.01);成骨诱导后,碱性磷酸酶活性增加,成骨关键转录因子骨钙素和Runx2 mRNA表达亦显著增加(P<0.01).与T1DM模型组相比,MSC治疗组小鼠随机血糖浓度低(25.0±0.1)％,体质量增加(12.0±0.4)％(P<0.05),胰岛素分泌和巨噬细胞增加,巨噬细胞炎症因子IL-1β,IL-6,IL-12和TNF-αmRNA水平显著降低,而IL-10,IL-4和TGF-βmRNA水平显著升高(P<0.01);M2巨噬细胞百分比从(22.5±4.0)％增至(72.5±3.4)％,Arg-1 mRNA表达上调(P<0.05);M1巨噬细胞百分比从(50.1±1.2)％降至(15.6±1.2)％,iNOS mRNA表达降低(P<0.05).结论MSC移植可减轻T1DM模型小鼠的炎症反应,其机制可能与调控M1和M2巨噬细胞极化有关.