基质细胞衍生因子-1及CXC家族趋化因子-4在人脐带间充质干细胞干预新生大鼠脑白质损伤中的作用

摘要：目的 探讨基质细胞衍生因子-l(stromal derived factor-1,SDF-1)及其受体——CXC家族趋化因子-4(CXC ehemokine receptor-4,CXCR-4)在人脐带间充质干细胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells,hUC-MSCs)定向迁移治疗早产儿脑白质损伤的可能机制. 方法 108只3日龄清洁级Sprague-Dawley大鼠随机分为实验组、对照组和假手术组.实验组和对照组大鼠结扎左侧颈总动脉并吸人氧浓度为6％的氮氧混合气体4h,假手术组仅游离左侧颈总动脉.实验组大鼠缺氧处理后24 h腹腔注射0.5 mlhUC-MSCs(1×106个/ml).HE染色观察大鼠脑组织病理改变,分别采用免疫组织化学方法和实时荧光定量逆转录-聚合酶链反应技术检测各组大鼠5、7和14日龄时(各组各时间点6只大鼠)脑白质中SDF-1和CXCR-4蛋白及mRNA的表达情况.采用单因素方差分析及LSD检验进行统计学分析. 结果 HE染色显示,14日龄时实验组大鼠双侧脑室大小相似,未见明显细胞水肿、变性和坏死.假手术组大鼠双侧脑室形态大小均正常.对照组大鼠左侧脑室较对侧明显增大,脑室形状不规则,可见部分神经细胞变性、坏死.5、7和14日龄时,实验组大鼠脑组织SDF-1蛋白表达水平为0.15±0.06、0.24±0.01和0.12±0.01,CXCR-4蛋白表达水平为0.35±0 16、0.60±0.21和0.72±0.25;对照组大鼠脑组织SDF-1蛋白表达水平为0.13±0.01、0.16±0.01和0.08±0.01,CXCR-4蛋白表达水平为0.18±0.04、0.17±0.09和0.25±0.06;均高于假手术组(SDF-1蛋白表达水平为0.03±0.01、0.04±0.01和0.02±0.01,CXCR-4蛋白表达水平为0.04±0.02、0.05±0.03和0.05±0.03)(LSD检验,P值均＜0.05).实验组SDF-1蛋白在7日龄时表达达高峰,14日龄时下降,在7和14日龄时均高于对照组(LSD检验,P值均＜0.05).CXCR-4蛋白在5日龄即高于对照组,后逐渐升高,在7和14日龄表达高于5日龄,3个时间点表达水平均高于对照组(LSD检验,P值均＜0.05).5、7和14日龄时,实验组人鼠脑组织SDF-1 mRNA的表达水平分别为3.52±0.33、4.18±0.28和2.60±0.21,对照组分别为2.07±0.34、3.73±0.28和2.08±0.15,均高于假手术组(分别为0.99±0.17、1.00±0.16和1.31±0.32),实验组高于对照组,差异均有统计学意义(LSD检验,P值均＜0.05).实验组大鼠7日龄时SDF-1 mRNA表达达高峰,14日龄时下降至低于5日龄的水平(LSD检验,P值均＜0.05).对照组大鼠SDF-1 mRNA表达水平也在7日龄达高峰(LSD检验,P＜0.05),14日龄时下降至5日龄水平(LSD检验,P＞0.05).5、7和14日龄时,实验组大鼠脑组织CXCR 4 mRNA的表达水平分别为1.32±0.29、1.75±0.36和2.33±0.49,均高于假手术组(分别为1.00±0.16、0.94±0.16和0.81±0.14)和对照组(分别为0.97±0.14、0.97±0.15和1.07±0.25)(LSD检验,P值均＜0.05),实验组大鼠CXCR-4 mRNA表达水平在14日龄时达高峰,高于5和7日龄时(LSD检验,P值均＜0.05). 结论 SDF-1/CXCR-4表达改变可能在hUC-MSCs向早产儿脑白质损伤部位迁移过程中具有一定作用.