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滋养层来源的间充质干细胞对自身免疫性肝炎小鼠模型肝损伤的保护作用及其机制

徐龙,  史婉婉,  钱建丹,  柯诗韵,  何裕笙,  王小方,  王贵强

引用本文:
Citation:

滋养层来源的间充质干细胞对自身免疫性肝炎小鼠模型肝损伤的保护作用及其机制

DOI: 10.12449/JCH260916
基金项目: 

国家自然科学基金项目 (82270626);

国家科技重大专项 (2017ZX10203202);

国家科技重大专项 (2013ZX10002005);

北京市科学技术委员会科技计划项目 (Z191100007619037);

深圳市“三名工程”医学团队项目 (SZSM202311033);

北大医学青年科技创新“扬帆计划”项目(中央高校基本科研业务费资助) (BMU2025YFJHPY010)

伦理学声明:本研究方案于2023年5月19日经北京大学第一医院动物伦理委员会批准通过(伦理批号:J2023049)。所有动物实验均符合实验室动物管理与使用准则。
利益冲突声明:本文不存在任何利益冲突。
作者贡献声明:徐龙负责研究设计、论文框架拟定及初稿撰写;史婉婉负责实验实施及部分结果整理;钱建丹负责拟定写作思路;柯诗韵、何裕笙和王小方负责指导撰写文章及论文修改;王贵强负责研究思路指导、论文修改及最终定稿。
详细信息
    通信作者:

    王贵强, john131212@126.com (ORCID: 0000-0003-0515-7974)

Protective effect and mechanism of trophoblast-derived mesenchymal stem cells against liver injury in a mouse model of autoimmune hepatitis

Research funding: 

National Natural Science Foundation of China (82270626);

China Mega-Project for Infectious Diseases (2017ZX10203202);

China Mega-Project for Infectious Diseases (2013ZX10002005);

Project of Beijing Science and Technology Committee (Z191100007619037);

Sanming Project of Medicine in Shenzhen (SZSM202311033);

Peking University Medicine Sailing Program for Young Scholars’ Scientific & Technological Innovation (BMU2025YFJHPY010)

More Information
    Corresponding author: Wang Guiqiang, john131212@126.com (ORCID: 0000-0003-0515-7974)
  • 摘要:   目的  探讨滋养层来源的间充质干细胞(T-MSC)对刀豆蛋白A(Con A)诱导小鼠免疫性肝损伤的影响,并分析其与炎症反应变化的关系。  方法  采用形态学观察、流式细胞术及三系分化实验对T-MSC进行生物学特征鉴定。预实验设置磷酸盐缓冲溶液组、T-MSC单独给药组及Con A 10、15、20 mg/kg梯度组,用于评价T-MSC单独给药的肝功能安全性并筛选适宜造模剂量。正式实验设健康对照组(HC组)、Con A组和Con A+T-MSC组,每组5只小鼠。采用尾静脉注射Con A(经筛选,适宜的造模剂量为15 mg/kg)建立小鼠免疫性肝损伤模型,T-MSC单独给药组于建模后3 h经尾静脉输注T-MSC 1×106个/只,12 h后取材。检测血清丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(AST)和乳酸脱氢酶(LDH)水平;观察肝组织病理学改变,评估Ishak炎症活动评分及炎症坏死面积;测定血清炎症因子水平;并结合转录组测序、免疫荧光和蛋白质印迹法(Western Blot)分析肝组织炎症相关分子变化。采用Shapiro-Wilk检验评估计量资料的正态性,并进行方差齐性检验。符合正态分布且方差齐的计量资料多组间比较采用单因素方差分析,进一步两两比较采用Tukey法;不符合正态分布或方差不齐的计量资料多组间比较采用Kruskal-Wallis H检验,进一步两两比较采用Wilcoxon秩合检验。  结果  T-MSC呈长梭形、成纤维样贴壁生长,具成骨、成软骨和成脂分化能力。流式细胞术显示,T-MSC高表达分化簇(CD)90、CD105和CD73,阳性率分别为96.8%、99.0%和99.9%,而CD31、人类白细胞抗原DR、CD45和CD34表达较低或不表达,阳性率分别为0.120%、0、0.061%和0。T-MSC单独给药未见ALT、AST和LDH水平明显异常。Con A 10、15和20 mg/kg均可导致血清肝脏生化指标水平升高,且整体呈剂量依赖性变化,20 mg/kg组出现小鼠死亡。正式实验中,与HC组比较,Con A组ALT、AST和LDH水平均显著升高(P值均<0.01);经T-MSC干预后,上述指标均较Con A组显著下降(P值均<0.01)。苏木精-伊红染色结果显示,Con A组肝组织结构紊乱,伴明显炎性细胞浸润及灶片状坏死,T-MSC干预后上述病理改变减轻。Con A组Ishak评分及炎症坏死面积占比均较HC组显著升高(P值均<0.001),T-MSC干预后均较Con A组显著降低(P值均<0.01)。酶联免疫吸附测定结果显示,与HC组比较,Con A组血清白细胞介素(IL)21、IL-1β、IL-2、IL-17A和肿瘤坏死因子α(TNF-α)水平均显著升高(P值均<0.05);T-MSC干预后均较Con A组显著下降(P值均<0.05),其中IL-21、IL-1β、IL-17A和TNF-α水平与HC组比较差异均无统计学意义(P值均>0.05);而IL-2水平虽显著下降,但仍高于HC组(P=0.001)。与之相反,IL-10在Con A组较HC组显著升高(P<0.05),T-MSC干预后进一步升高(P<0.05)。转录组分析显示,T-MSC干预后Ccl2、Cxcl10、Il-21、Il-6等炎症及趋化因子相关基因整体表达下调,TNF、IL-17、核因子κB及Janus激酶-信号转导与转录激活因子等炎症相关通路受抑。免疫荧光定量结果显示,Con A组肝组织IL-21表达较HC组显著升高(P<0.001),T-MSC干预后较Con A组显著下降(P<0.001),Western Blot结果与之一致。  结论  T-MSC可减轻Con A诱导的小鼠免疫性肝损伤,表现为血清肝脏生化指标改善、组织学损伤减轻及炎症相关分子整体表达下调。T-MSC在该模型中具有较明确的整体抗炎和免疫调节作用;其中IL-21在炎症反应变化中较为突出,可作为进一步观察的候选分子之一。

     

  • 注: a,T-MSC细胞形态(×10);b,成骨分化(茜素红染色,×4);c,成软骨分化(阿利新蓝染色,×4);d,成脂分化(油红O染色,×20)。T-MSC,滋养层来源的间充质干细胞。

    图  1  T-MSC的形态及三系分化能力

    Figure  1.  Morphology and trilineage differentiation of T-MSC

    注: CD,分化簇;HLA-DR,人类白细胞抗原DR;T-MSC,滋养层来源的间充质干细胞。

    图  2  T-MSC鉴定的流式细胞仪结果

    Figure  2.  Flow cytometry results of T-MSC identification

    注: HC,健康对照组;Con A,模型组;Con A+T-MSC,治疗组。T-MSC,滋养层来源的间充质干细胞;Con A,刀豆蛋白A。

    图  3  T-MSC对Con A诱导小鼠肝组织病理损伤的改善作用(苏木精-伊红染色)

    Figure  3.  Effects of T-MSC on histopathological liver injury in Con A-treated mice (HE staining)

    注: HC,健康对照组;Con A,模型组;Con A+T-MSC,治疗组。IL,白细胞介素;TNF-α,肿瘤坏死因子α;T-MSC,滋养层来源的间充质干细胞;Con A,刀豆蛋白A。

    图  4  T-MSC 对Con A诱导小鼠血清炎症因子表达的影响

    Figure  4.  Effects of T-MSC on serum inflammatory cytokine levels in Con A-treated mice

    注: a,各组样本主成分分析;b,差异炎症/趋化因子相关基因表达比较;c,各样本Il-21基因表达分布;d,基因集富集分析显示T-MSC干预后炎症相关通路负向富集。T/Con A+T-MSC,治疗组;C/Con A,模型组;N/HC,健康对照组。IL,白细胞介素;T-MSC,滋养层来源的间充质干细胞;Con A,刀豆蛋白A。

    图  5  肝组织转录组分析显示T-MSC抑制炎症相关基因表达及通路活化

    Figure  5.  Transcriptomic analysis of liver tissues showing suppression of inflammatory genes and pathways after T-MSC treatment

    注: a,各组肝组织IL-21免疫荧光染色结果,其中4',6-二脒基-2-苯基吲哚标记细胞核,比例尺=100 μm;b,IL-21荧光密度/区域定量分析;c,Western Blot检测各组肝组织IL-21蛋白表达。HC为健康对照组,Con A为模型组,Con A+T-MSC为治疗组。IL,白细胞介素;T-MSC,滋养层来源的间充质干细胞;Con A,刀豆蛋白A。

    图  6  免疫荧光及Western Blot验证T-MSC对肝组织IL-21表达的影响

    Figure  6.  Immunofluorescence and Western blot validation of IL-21 expression in liver tissues after T-MSC treatment

    表  1  T-MSC单独给药及不同Con A剂量对小鼠血清肝功能指标的影响

    Table  1.   Effects of FMSC monotherapy and different Con A doses on serum liver function indicators in mice

    组别 ALT(U/L) AST(U/L) LDH(U/L)
    PBS组 35.1(26.3~46.8) 78.4(45.7~134.7) 446.9(247.9~805.6)
    T-MSC组 35.5(27.2~46.4) 106.9(84.6~135.2) 609.7(436.0~852.5)
    Con A 10 mg/kg组 2 297.8(1 970.6~2 679.4)1)2) 1 772.3(1 512.5~2 076.8)1)2) 7 924.7(6 692.6~9 383.8)1)2)
    Con A 15 mg/kg组 3 463.4(3 024.4~3 966.0)1)2)3) 2 993.1(1 909.9~4 690.6)1)2) 11 985.9(10 616.1~13 532.5)1)2)
    Con A 20 mg/kg组 10 433.9(8 666.6~12 561.7)1)2)3)4) 10 031.0(8 188.6~12 288.0)1)2)3)4) 25 332.6(21 322.8~30 096.4)1)2)3)4)
    F值 1 108.128 232.813 201.218
    P值 <0.001 <0.001 <0.001

    注:与PBS组比较,1)P<0.05;与T-MSC组比较,2)P<0.05;与Con A 10 mg/kg组比较,3)P<0.05;与Con A 15 mg/kg组比较,4)P<0.05。ALT,丙氨酸氨基转移酶;AST,天冬氨酸氨基转移酶;LDH,乳酸脱氢酶;PBS,磷酸盐缓冲溶液;T-MSC,滋养层来源的间充质干细胞;Con A,刀豆蛋白A。

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    表  2  不同处理组小鼠肝功能及肝组织病理学指标比较

    Table  2.   Comparison of liver function and pathological indicators of liver tissue in different treatment groups of mice

    组别 ALT(U/L) AST(U/L) LDH(U/L) 炎症坏死面积(%) Ishak评分
    HC组 33.1(24.0~45.5) 97.8(77.1~124.0) 536.9(370.0~779.1) 0.11(0.00~0.19) 1(0~1)
    ConA组 3 733.5(1 999.8~6 970.1)1) 2 906.6(1 742.5~4 848.4)1) 13 412.7(6 579.1~27 344.5)1) 14.56(14.22~15.21)1) 10(9~10)1)
    ConA+T-MSC组 67.3(33.2~136.3)2) 168.0(103.4~272.9)2) 845.0(754.0~946.9)2) 6.45(6.14~7.23)1)2) 7(7~7)1)2)
    统计值 F=151.833 F=138.682 F=106.480 H=12.522 F=12.750
    P值 <0.001 <0.001 <0.001 0.002 0.002

    注:与HC组比较,1)P<0.05;与ConA组比较,2)P<0.05。HC,健康对照组;Con A,模型组;Con A+T-MSC,治疗组。T-MSC,滋养层来源的间充质干细胞;Con A,刀豆蛋白A。

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出版历程
  • 收稿日期:  2026-03-22
  • 录用日期:  2026-04-16
  • 出版日期:  2026-09-25
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