骨髓间充质干细胞移植抑制大鼠心肺复苏后脑组织炎症介质的过度表达

doi:10.4103/1673-5374.265563

摘要/Abstract

摘要：

大量证据表明骨髓间充质干细胞移植可改善心脏骤停和心肺复苏后神经功能，然而确切的作用机制仍未阐明。实验旨在观察骨髓间充质干细胞治疗对心脏骤停和心肺复苏后脑组织细胞因子表达谱的影响。将大鼠通过通过窒息法诱导心脏骤停，心脏骤停后6 min开始心肺复苏，心肺复苏成功后1 h，分别尾静脉注射1×106的骨髓间充质干细胞和PBS，设为骨髓间充质干细胞组和PBS组。心肺复苏后3 d，(1)采用神经功能缺损评分评估神经功能，采用ELISA检测血清S100B(脑损伤标记物)水平发现，与PBS组比较，骨髓间充质干细胞移植组血清S100水平明显下降且神经功能缺损评分明显升高；(2)为了解大鼠脑组织细胞因子表达谱，用RayBio大鼠蛋白芯片检测脑组织相关蛋白水平发现，与PBS组比较，骨髓间充质干细胞移植组脑组织炎症介质肿瘤坏死因子α、干扰素γ、巨噬细胞炎性蛋白1α、2、3α、巨噬细胞来源趋化因子和基质金属蛋白酶2水平下降1.5倍以上，抗炎症因子白细胞介素10水平升高1.5倍以上；(3)为了解骨髓间充质干细胞在大鼠损伤脑组织的分布，免疫荧光检测发现，骨髓间充质干细胞移植后主要分布于骨髓间充质干细胞组大鼠大脑皮质组织；(4)上述数据说明，骨髓间充质干细胞移植可能通过调控炎症介质水平减轻心脏骤停和心肺复苏后脑损伤。实验经中国福建医科大学省立临床学院动物伦理委员会批准(批准号：2016079)。

orcid: 0000-0001-8899-0552 (Qing-Ming Lin)

Abstract: Emerging evidence suggests that bone marrow-derived mesenchymal stem cell transplantation improves neurological function after cardiac arrest and cardiopulmonary resuscitation; however, the precise mechanisms remain unclear. This study aimed to investigate the effect of bone marrow-derived mesenchymal stem cell treatment on expression profiles of multiple cytokines in the brain after cardiac arrest and cardiopulmonary resuscitation. Cardiac arrest was induced in rats by asphyxia and cardiopulmonary resuscitation was initiated 6 minutes after cardiac arrest. One hour after successful cardiopulmonary resuscitation, rats were injected with either phosphate-buffered saline (control) or 1 × 106 bone marrow-derived mesenchymal stem cells via the tail vein. Serum S100B levels were measured by enzyme-linked immunosorbent assay and neurological deficit scores were evaluated to assess brain damage at 3 days after cardiopulmonary resuscitation. Serum S100B levels were remarkably decreased and neurological deficit scores were obviously improved in the mesenchymal stem cell group compared with the phosphate-buffered saline group. Brains were isolated from the rats and expression levels of 90 proteins were determined using a RayBio Rat Antibody Array, to investigate the cytokine profiles. Brain levels of the inflammatory mediators tumor necrosis factor-α, interferon-γ, macrophage inflammatory protein-1α, macrophage inflammatory protein-2, macrophage inflammatory protein-3α, macrophage-derived chemokine, and matrix metalloproteinase-2 were decreased ≥ 1.5-fold, while levels of the anti-inflammatory factor interleukin-10 were increased ≥ 1.5-fold in the mesenchymal stem cell group compared with the control group. Donor mesenchymal stem cells were detected by immunofluorescence to determine their distribution in the damaged brain, and were primarily observed in the cerebral cortex. These results indicate that bone marrow-derived mesenchymal stem cell transplantation attenuates brain damage induced by cardiac arrest and cardiopulmonary resuscitation, possibly via regulation of inflammatory mediators. This experimental protocol was approved by the Institutional Animal Care and Use Committee of Fujian Medical University, China in January 2016 (approval No. 2016079).

Key words: antibody array, asphyxia, brain damage, cardiac arrest, cardiopulmonary resuscitation, global cerebral ischemia, inflammatory mediator, mesenchymal stem cell, neurological deficit score, S100B

. 骨髓间充质干细胞移植抑制大鼠心肺复苏后脑组织炎症介质的过度表达[J]. 中国神经再生研究(英文版), 2020, 15(2): 324-331.

Qing-Ming Lin, Xia-Hong Tang, Shi-Rong Lin, Ben-Dun Chen, Feng Chen. Bone marrow-derived mesenchymal stem cell transplantation attenuates overexpression of inflammatory mediators in rat brain after cardiopulmonary resuscitation[J]. Neural Regeneration Research, 2020, 15(2): 324-331.

参考文献

引言

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