重组人骨形成蛋白-2治疗小鼠急性造血损伤的机制研究

【摘要】： 目的:成年哺乳动物骨髓存在两类干细胞:造血干细胞和间充质干细胞(造血微环境的重要组分)。造血细胞的增殖和分化依赖于造血微环境,造血微环境中的造血细胞因子和细胞之间的相互作用,促进了造血细胞的增殖和分化。γ射线不仅可以导致急性骨髓抑制,而且还会引起长期的造血损伤后遗症。长期造血损伤后遗症的产生主要是因为γ射线损害了造血干细胞的自我更新。我们先前的研究已经表明:重组人骨形成蛋白-2(rhBMP-2)能修复γ射线引起的小鼠急性造血损伤,其作用与其促进造血干细胞的增殖有关。为了进一步证实rhBMP-2修复γ射线引起的小鼠急性造血损伤的机制,我们设计本实验以期证明rhBMP-2调控的间充质干细胞增殖和分化在治疗造血损伤时起重要的作用。 方法:(1)用XTT的方法检测rhBMP-2对体外培养的间充质干细胞的增殖作用。(2)用real-timePCR的方法检测rhBMP-2对间充质干细胞分泌的造血细胞因子mRNA表达的作用。(3)用ELISA试剂盒检测rhBMP-2对间充质干细胞分泌造血细胞因子的蛋白含量的作用。(4)将绿色荧光蛋白转基因小鼠骨髓中分离纯化的间充质干细胞用Hoechst33342进行标记,然后移植给BALB/c小鼠,移植后6周,分别用免疫荧光染色和流式细胞分析检测间充质干细胞在体内的分化情况。 结果:(1)rhBMP-2在浓度为10ng/ml-1×105ng/ml之间能显著促进MSCs的增殖,呈剂量依赖性。然而,这种增殖作用随着rhBMP-2浓度进一步增加到1×106 ng /ml而开始减弱。(2)rhBMP-2能够显著地促进造血细胞因子IL-7、IL-11、G-CSF、M-CSF、SCF的mRNA表达。(3)用rhBMP-2处理体外培养的MSCs后,培养上清中造血细胞因子IL-6、IL-7、IL-11以及M-CSF的蛋白含量明显高于对照组。(4)当小鼠受到γ射线照射后,MSCs能够归巢到辐射损伤的造血组织并分化为造血细胞,rhBMP-2能显著地增强MSCs的归巢与分化,从而促进造血重建进程。 结论:正常的造血依赖于造血细胞和造血微环境的相互作用。造血微环境可以支持并调控造血细胞的定居、增殖、分化、发育及成熟。MSCs在造血重建过程中起着重要作用。rhBMP-2能够促进MSCs的增殖并分化为造血细胞,其作用不仅能促进造血微环境修复,而且还能加速受照射小鼠造血细胞的生成。这就是rhBMP-2修复造血损伤的重要机制。