2.1 实验动物数量分析 参加实验共有mdx小鼠60只,C57BL/6小鼠30只,因放疗副反应、麻醉意外等原因mdx小鼠共脱落9只,51只mdx小鼠进入结果分析,C57BL/6小鼠共脱落5只,25只C57BL/6小鼠进入结果分析。
2.2 Mdx鼠脂肪干细胞的分离培养及病毒转染 脂肪组织经胶原酶消化后,可得到均一乳白色的细胞悬液。培养24 h后细胞完全贴壁,培养3 d后达到增殖高峰,呈集落样生长。传代培养后细胞贴壁和增殖时间明显缩短,细胞呈梭形,突起减少,形态大小较一致,呈成纤维细胞样生长,为束状或漩涡状排列。多次传代后细胞仍能保持旺盛的增殖能力和均一的成纤维细胞样形态学特征。病毒转染后细胞仍呈贴壁生长,比较病毒转染前后细胞生长状态和倍增时间,无明显差别。
2.3 脂肪干细胞移植治疗后mdx鼠血清激酸激酶水平降低 Duchenne型肌营养不良症患者血清激酸激酶水平明显升高,一般升高至正常值的20倍以上。外周血清中激酸激酶含量的多少,一定程度上可以反映肌纤维破坏的程度。在脂肪干细胞移植治疗4,8,12周后处死模型鼠,收集外周血用以检测激酸激酶水平,结果显示,与正常对照组相比较,治疗组外周血中激酸激酶水平随着移植时间的推移逐渐降低,而假治疗组则继续升高(
图1),两组比较差异有显著性意义(
P < 0.05)。
2.4 细胞移植后mdx鼠腓肠肌病理损伤减轻 正常小鼠的肌肉横切面可见肌细胞大小基本一致,细胞呈多角形,轮廓清晰、完整,肌细胞核位于细胞周边,未见有细胞核中移现象;肌纤维间隙正常,间质无炎细胞浸润,肌束结构完整。Mdx鼠肌纤维横截面肌细胞大小不一,肌纤维失去正常的多角形形态,变成圆形,可见明显萎缩与肥大的肌细胞,细胞间质中炎性细胞浸润,可见肌纤维脂肪化和纤维样变性,核中心移位较为明显(
图2)。
细胞移植后,随着时间的推移,肌肉病理损伤有一定的好转。尽管肌细胞仍大小不一、形态各异,可见萎缩和肥大细胞,但相对来说萎缩的细胞逐渐减少,大多肌纤维呈肥大状态。细胞间质中炎性细胞浸润减少,核中心移位现象也有减少趋势(
图2)。
镜下计数含有中心移位细胞核的肌纤维和正常肌纤维,可计算出核中心移位肌纤维比例。假治疗组mdx鼠核中心移位肌纤维比例最高,可达60%左右,细胞移植后4,8,12,16周,核中心移位比例逐渐有减少趋势,分别为55.7%,51.3%,48.8%和46.1%(
图2)。
2.5 细胞移植后重建mrcro-dystrophin表达 随着移植后时间的延长,模型鼠腓肠肌中的mrcro-dystrophin表达越来越多。移植后4周,只看到少量的阳性纤维,大小不均,多为圆形,呈簇状分布,部分mrcro-dystrophin表达不完整。移植后8周,可见阳性纤维呈现明显的肌纤维形态,但大小不一,数量有所增加。移植后12周,阳性纤维数量进一步增加,形态更加典型。移植后16周,可见阳性纤维略呈片状分布,在低倍镜下观察到1只模型鼠表现出大片的阳性纤维聚集(
图3)。
在镜下计数mrcro-dystrophin表达阳性和阴性的肌纤维数,计算细胞移植后阳性纤维的比例。结果显示,假治疗组小鼠阳性肌纤维数量小于1%,经细胞移植治疗4周后,肌膜dystrophin阳性纤维数大约占细胞总数的3%,部分肌膜dystrophin染色不连续;移植后8周和12周时,阳性细胞数分别占细胞总数的7%和12%;移植后16周时进一步增多,约为17%,其中有一个样本达到22%(
图3)。
2.6 脂肪干细胞移植能够促进肌纤维再生 利用GFP作为示踪剂来检测移植细胞促进神经、肌肉再生的情况。分别在细胞移植12,16周后处死mdx鼠,行免疫荧光染色。结果显示干细胞移植后12周,在胫前肌中发现GFP阳性肌纤维,表明有干细胞成分参与形成肌纤维。GFP阳性肌纤维在肌肉中并不是分散分布,大多数呈簇状聚集成群。移植后16周,在腓肠肌纵切面也观察到类似的结果(
图4)。在腓肠肌纵切面上进行了GFP和AChR双标记免疫荧光染色,结果发现少量表达绿色荧光的新生肌纤维,同时也表达AchR(
图4)。
2.7 脂肪干细胞移植促进新生血管形成 应用血管内皮细胞标记——CD34和GFP免疫双标染色,寻找来源于干细胞的血管存在的证据。在移植后16周的模型鼠肌肉组织肌纤维间隙中,发现了由干细胞参与形成的新生微血管(
图5)。干细胞移植后12周,在肌肉组织肌束膜间质中,也观察到来源于干细胞的血管形成(
图5)。
2.8 脂肪干细胞移植能够形成GFP阳性的神经末梢 采用神经微丝(NF)来标记神经纤维,用免疫三标记的方法进行观察,在移植后8周和12周模型鼠中未发现GFP阳性神经末梢。在移植后16周的模型鼠腓肠肌中,发现由干细胞参与形成的神经纤维(
图6),而且能够与肌纤维膜上的乙酰胆碱受体相互接触,进而参与到神经肌肉接头的形成。