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作者:張達(dá)屠冠軍韓亞新叢琳梁德勇單位:中國醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院
動物模型制作與分組:以腹腔內(nèi)注射10%水合氯醛(0.4mL/100g)麻醉,將大鼠俯臥位固定于實驗臺上。選定T10、T11為正中切口,常規(guī)消毒、鋪巾,沿皮膚、皮下逐層暴露,顯露出T10~T11棘突及椎板并咬除之,暴露硬脊膜。根據(jù)Nystrom法用10g力量動脈夾從兩邊夾住暴露脊髓,造成重復(fù)性好的固定壓迫,壓迫時間為5min,用4鄄0號絲線縫合傷口。損傷后每天人工排尿(便)2次,每2d局部消毒1次。模型動物隨機(jī)分成4組,每組12只。損傷組:運(yùn)用Nystrom法造成T10~T11節(jié)段脊髓損傷;米諾環(huán)素組:同法造T10~T11節(jié)段脊髓損傷,受傷1h后用50mg/kg的米諾環(huán)素經(jīng)口灌胃,24h后再次給50mg/kg的米諾環(huán)素經(jīng)口灌胃,然后再予5d的25mg/kg的米諾環(huán)素經(jīng)口灌胃;干細(xì)胞移植組:同法造T10~T11節(jié)段脊髓損傷,傷后第3天重新打開切口,用10滋L微量注射器在脊髓損傷區(qū)遠(yuǎn)端1.5mm處注射10滋L細(xì)胞懸液(細(xì)胞密度1伊106/mL),避開脊髓中央血管,注射過程不少于2min,留置針頭3min以免細(xì)胞外泄;聯(lián)合治療組:同法造T10~T11節(jié)段脊髓損傷,受傷1h后用50mg/kg的米諾環(huán)素經(jīng)口灌胃,24h后再次給50mg/kg的米諾環(huán)素經(jīng)口灌胃,然后再予5d的25mg/kg的米諾環(huán)素經(jīng)口灌胃;同時在傷后第3天重新打開切口,用10滋L微量注射器在脊髓損傷區(qū)遠(yuǎn)端1.5mm處注射10滋L細(xì)胞懸液(細(xì)胞密度1伊106/mL),避開脊髓中央血管,注射過程不少于2min,留置針頭3min以免細(xì)胞外泄。
動物標(biāo)本取材及處理:術(shù)后2周,以致死劑量水合氯醛處死大鼠,分別以無菌生理鹽水和4%多聚甲醛行左心室灌注。按原手術(shù)入路取出已損傷部位為中心遠(yuǎn)近端各1.5cm長度脊髓。標(biāo)本在4%多聚甲醛中固定3h,再于新配20%蔗糖溶液浸泡過夜。次日標(biāo)本沉入蔗糖溶液底部取出,將表面蔗糖溶液吸干。用OCT膠包埋速凍,以損傷中心為目標(biāo)于冰凍切片機(jī)切片,厚度為8滋m,鋪于經(jīng)防脫片處理的載玻片上。進(jìn)行熒光顯微鏡細(xì)胞計數(shù)。
MTT法描繪細(xì)胞生長曲線:取4個96孔板,每板分成6組,分別加入準(zhǔn)備好的細(xì)胞(1伊105/孔),在5%CO2和37益的培養(yǎng)箱中孵育24h后吸出培養(yǎng)液,按照縱行分組在各孔中注入濃度為1、3、6、10、20滋g/mL的米諾環(huán)素培養(yǎng)基溶液及空白對照的全培養(yǎng)基各100滋L。在5%CO2和37益的培養(yǎng)箱中孵育24h后,避光條件下各孔中加入10滋LMTT,繼續(xù)孵育4h后吸出孔內(nèi)混合液體,加入DMSO溶解,震蕩10min。選擇570nm波長,自動酶標(biāo)光度計測定各孔光吸收值,記錄結(jié)果。以藥物濃度為橫坐標(biāo)、吸光值為縱坐標(biāo)繪制細(xì)胞生長曲線。
統(tǒng)計學(xué)分析數(shù)據(jù)以依表示,采用SPSS16.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行分析,2組間均數(shù)比較采用檢驗,多組間比較采用單因素方差分析。<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
熒光顯微鏡觀察脊髓內(nèi)移植的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的情況,結(jié)果顯示米諾環(huán)素前期治療可有效促進(jìn)細(xì)胞的存活和遷移,干細(xì)胞移植組和聯(lián)合治療組骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞數(shù)量分別為7.08依2.71和11.9依2.15,與干細(xì)胞移植組相比,聯(lián)合治療組損傷中心可發(fā)現(xiàn)數(shù)量更多的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(<0.05)。損傷組與米諾環(huán)素組由于未進(jìn)行細(xì)胞移植,故未發(fā)現(xiàn)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞。通過MTT法描繪細(xì)胞的生長曲線(圖2),反映細(xì)胞的生長情況??瞻讓φ战M和1、3、6、10、20滋g/mL米諾環(huán)素組骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞吸光度分別為0.245依0.054、0.263依0.045、0.458依0.085、0.651依0.102、0.619依0.078和0.239依0.051,各組吸光度平均值不全相等(<0.05)。合適濃度的米諾環(huán)素能促進(jìn)細(xì)胞增殖,而隨著米諾環(huán)素濃度的提高細(xì)胞增殖能力受到抑制。3、6、10滋g/mL米諾環(huán)素組骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞吸光度明顯高于空白對照組(<0.001),10滋g/mL米諾環(huán)素組明顯高于20滋g/mL米諾環(huán)素組(<0.001),而空白對照組與1滋g/mL和20滋g/mL米諾環(huán)素組比較,6滋g/mL米諾環(huán)素組與10滋g/mL米諾環(huán)素組比較,差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(>0.05)。
米諾環(huán)素是一種半合成的四環(huán)素類廣譜抗生素。研究發(fā)現(xiàn),米諾環(huán)素具有良好的抑制炎性反應(yīng)作用[4],完全不同于其抗感染的作用機(jī)制,臨床上用于類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等嚴(yán)重的人類炎性疾病的治療。此外,米諾環(huán)素還發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)的作用,其可以穩(wěn)定線粒體膜,降低其通透性,減少細(xì)胞色素C釋放,抑制小膠質(zhì)細(xì)胞激活,減少神經(jīng)元和少突膠質(zhì)細(xì)胞的凋亡[5]。相關(guān)研究還顯示[6],小腦顆粒細(xì)胞使用米諾環(huán)素處理后再給予N鄄甲基鄄天冬氨酸處理,檢測神經(jīng)元活力,結(jié)果顯示N鄄甲基鄄天冬氨酸處理細(xì)胞活力減少35%,米諾環(huán)素預(yù)處理的細(xì)胞未出現(xiàn)細(xì)胞活力下降,提示米諾環(huán)素對N鄄甲基鄄天冬氨酸誘導(dǎo)的興奮毒性有保護(hù)作用。Kumer等[7]在糖尿病大鼠成模4周后給予米諾環(huán)素(50mg/kg)和阿司匹林(50mg/kg)口服,連續(xù)給藥4周,結(jié)果發(fā)現(xiàn),8周病程的干預(yù)組糖尿病大鼠腎功能明顯改善。通過以上實驗可以得出米諾環(huán)素作用廣泛,作為一種抗生素,它不僅可以很好地抑制炎性反應(yīng),還可以保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)、抑制細(xì)胞凋亡、保護(hù)腎臟功能。
目前骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞以其諸多優(yōu)點已經(jīng)成為細(xì)胞移植理想的種子細(xì)胞[8]。但是從嚴(yán)格意義上來講,間充質(zhì)干細(xì)胞不具有無限增生的能力,無論在體或者體外,間充質(zhì)干細(xì)胞的增生能力是有限的,而且其增生和進(jìn)入衰老凋亡的過程受到嚴(yán)格的分子機(jī)制調(diào)控[9]。所以能否找到一種更合適它生長的微環(huán)境便顯得尤為重要。本實驗分別在大鼠體內(nèi)和體外制造米諾環(huán)素微環(huán)境,來觀察其對骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞生長的影響。在48只脊髓損傷的動物模型中,12只聯(lián)合治療組大鼠的脊髓損傷中心可以觀察到更多骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞,而在體外合適劑量的米諾環(huán)素對骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的增殖有一定的促進(jìn)作用。通過以上的結(jié)果,我們可以推測米諾環(huán)素對骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的生長起到積極的作用。其可以作為神經(jīng)系統(tǒng)損傷后骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞移植治療的鋪墊和輔助。