干细胞治疗急性肾脏缺血的研究

论文摘要

肾功能衰竭是住院患者致死率高的一种疾病。急性缺血性肾损伤被认为可导致急性肾功能衰竭,急性肾功能衰竭可进一步导致慢性肾脏疾病的发作和肾功能衰竭。长期的缺血性内皮细胞功能障碍和微血管损伤造成肾脏功能失灵。在过去的十年中,大量的研究工作都集中在对组织损伤的细胞疗法的发展,包括自体移植成体干细胞、骨髓和外周血来源的内皮祖细胞（EPCS）/人类内皮细胞与平滑肌祖细胞或间充质干细胞（MSCs）的共移植等。内皮细胞治疗可改善血管再生,尤其是促进功能性微脉管系统的再生,被认为是一个很有潜力的治疗方案。然而,还未有研究直接检查内皮细胞治疗对肾复苏的影响作用。本论文第一部分主要探讨内皮细胞在小鼠急性肾损伤模型中的疗效。首先将人类胚胎干细胞中提取的内皮细胞（hESC-ECs）用一个荧光素酶和绿色荧光蛋白（GFP）共同编码的双融合报告基因标记。培养的hESC-ECs（1×106）被注射到急性缺血/再灌注肾,通过活体成像技术监控体内hESC-ECs从移植后的第1天到第14天的生存情况。通过组织学分析评估内皮细胞移植对hESC-EC治疗肾再生潜在的影响。我们发现hESC-EC注入24小时内可见稳定的生物荧光活动,但随着时间推移荧光信号逐渐减弱。通过计数BrdU+细胞数发现hESC-ECs显著加速缺血损伤区的肾细胞增殖。Sca-1（肾脏干细胞标记）和BrdU的共表达染色发现hESC-EC治疗肾再生潜在的影响部分要归功于增加肾干细胞的增殖.hESC-ECs在注射入动物体内的早期阶段可分化平滑肌细胞。总之,我们的结果表明,内皮细胞疗法通过促进血管化、转分化和内生肾干细胞的增殖促进肾功能恢复。骨髓（BM）干细胞已有报告称有助于肾损伤模型后的组织修复。然而,到目前为止没有直接证据表明骨髓细胞可以转分化为肾干细胞。为了调查骨髓干细胞是否有助于肾干细胞池的重新补充,在本文的第二部分我们移植表达增强型绿色荧光蛋白转基因小鼠的骨髓细胞到受到辐射损伤的受体中。受体动物骨髓再造和缺血／再灌注损伤后,通过免疫染色和流式细胞术评价Sca-1+和c-Kit+肾干细胞活性。此外,粒细胞集落刺激因子（G-CSF）被应用于实验中观察G-CSF对骨髓细胞的动员作用及G-CSF是否可促进骨髓细胞转分化为肾祖细胞。结果发现尽管大多数肾干细胞来自肾脏本土的细胞,但仍有部分肾祖细胞来自骨髓。G-CSF动员后,将来自骨髓细胞的肾祖细胞数目提高了一倍。这些发现表明,骨髓来源的细胞可获得肾干祖细胞的潜能,并且G-CSF动员可以增强这种效果。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 目录
• 符号说明
• 第一章 引言 干细胞治疗肾损伤
• 第一节 肾损伤及干细胞概述
• 1.1.1 急性肾损伤
• 1.1.2 干细胞
• 第二节 胚胎干细胞、内皮细胞与肾损伤
• 1.2.1 胚胎干细胞与肾脏损伤
• 1.2.2 内皮祖细胞参与肾脏组织修复
• 1.2.3 胚胎干细胞向内皮细胞分化
• 1.2.4 生物发光成像
• 第三节 骨髓来源的干细胞与肾损伤
• 1.3.1 骨髓来源的造血干细胞
• 1.3.2 骨髓来源的间充质干细胞
• 1.3.3 骨髓来源的干细胞修复肾脏的机制
• 第四节 存在于肾脏本身中的干细胞
• 第五节 临床运用干细胞疗法治疗肾脏疾病
• 第二章 内皮细胞治疗肾脏缺血的研究
• 第一节 前言
• 第二节 材料和方法
• 2.2.1 材料
• 2.2.2 方法
• 第三节 结果
• 2.3.1 scid-beige小鼠的饲养情况
• 2.3.2 hESC-ECs特性
• 2.3.3 hESC-ECs在缺血性肾脏的定位和存活
• 2.3.4 新生血管形成
• 2.3.5 hESC-ECs促进内源性肾细胞增殖
• 2.3.6 肾脏功能和形态
• 第四节 讨论
• 第三章 骨髓源细胞治疗肾脏缺血的研究
• 第一节 前言
• 第二节 材料和方法
• 3.2.1 实验材料
• 3.2.2 实验方法
• 第三节 结果
• 3.3.1 造血重建、GFP阳性的骨髓细胞进入损伤肾脏
• 3.3.2 骨髓源细胞获得肾干细胞潜能
• 3.3.3 G-CSF可动员骨髓干细胞并增强骨髓细胞分化为肾祖细胞的潜能
• 3.3.4 骨髓干细胞对肾缺血损伤的保护作用
• 第四节 讨论
• 第四章 总结与展望
• 第一节 全文总结
• 4.1.1 hESC-ECs对急性缺血/再灌注损伤肾脏的治疗
• 4.1.2 骨髓细胞对急性缺血/再灌注损伤肾脏的治疗
• 第二节 展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 发表论文情况说明