生物发光成像对肝损伤小鼠体内骨髓间充质干细胞迁移的动态示踪研究

摘要

目的利用生物发光成像活体动态示踪人骨髓间充质干细胞（MSCs）小鼠体内移植后对损伤肝的趋向迁移及其治疗作用。方法通过基因转染将CMV-Luciferase2-mKate2导入MSCs,96 h后运用流式细胞仪对表达远红外荧光蛋白mKate2的MCSs进行纯化筛选,得到基因转染的MSCs-R（MSCs-CMV-Luciferase2-mKate2）用于体外和活体生物发光成像。将小鼠（雄性BALB/c裸鼠）用随机数目表法分为4组,每组9只。（1）肝损伤实验组:以CCl4腹腔注射建立肝损伤模型,24 h后进行脾脏MSCs-R移植;（2）对照实验组:腹腔注射同等体积磷酸缓冲液（PBS）,24 h后进行脾脏MSCs-R移植;（3）肝损伤组:建立肝损伤模型,脾脏注射PBS;（4）空白组:腹腔注射PBS。移植后每天对小鼠进行生物发光成像,直至肝区光信号消失,在第14天对肝脏组织进行病理学研究。光信号强度与细胞数量的相关性采用线性回归分析,肝损伤实验组和对照实验组间光信号强度的比较采用独立样本t检验。结果 CMV-Luciferase2-mKate2慢病毒感染MSCs 96 h后,经过纯化筛选其蛋白mKate2表达率高于95%。体外实验显示MSCs-R细胞生物发光信号强度与细胞数量呈线性正相关（R2=0.980）。MSCs-R脾内移植后第1天肝损伤实验组和对照实验组均可见干细胞迁移至肝脏,肝损伤实验组的肝区光信号强度明显高于对照实验组（t=15.476,P＆0.001）。对照实验组小鼠肝区生物发光信号持续5 d,肝损伤实验组光学信号持续11 d,其他2组无光学信号。组织病理学显示肝损伤实验组小鼠MSCs-R体内移植后肝损伤程度明显减轻。结论生物发光成像可动态示踪脾内移植的MSCs定向迁移并定居在受损肝脏内,肝损伤有助于MSCs定向迁移至损伤组织并发挥其修复肝损伤的作用。