实验研究
人脐带间充质干细胞对光诱导视网膜色素上皮细胞损伤的保护作用
中华实验眼科杂志, 2019,37(11) : 863-869. DOI: 10.3760/cma.j.issn.2095-0160.2019.11.003
摘要
目的

体外观察脐带间充质干细胞(UCMSCs)对光诱导视网膜色素上皮(RPE)细胞损伤是否具有保护作用。

方法

培养扩增人UCMSCs,对UCMSCs的免疫表型进行流式检测鉴定。原代分离培养人眼RPE细胞,制备蓝光损伤的RPE细胞模型。利用Transwell小室建立光损伤RPE细胞与UCMSCs的非接触共培养体系。RPE细胞分为正常对照组、模型对照组和UCMSCs共培养组。正常对照组不予处理,模型对照组采用蓝光照射诱导RPE细胞损伤,UCMSCs共培养组为光损伤RPE细胞+UCMSCs共培养。光损伤RPE细胞与UCMSCs共培养后24 h和48 h,采用四甲基偶氮唑盐(MTT)法检测各组RPE细胞增生活力;共培养48 h,收集各组细胞培养上清液,酶联免疫吸附测定(ELISA)法定量检测色素上皮衍生因子(PEDF)、碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)质量浓度,并进行RPE细胞吞噬感光细胞外节段膜盘(POS)试验。

结果

UCMSCs形态呈梭形,细胞表面抗原CD29、CD44、CD90和CD105呈阳性表达,同时细胞表面抗原CD34和CD45呈阴性表达。RPE细胞呈多边形,阳性表达特异性标志物RPE65蛋白。各组共培养后不同时间点RPE细胞增生能力(A值)总体比较,差异均有统计学意义(F组别=132.388,P=0.000;F时间=231.440,P=0.000),其中培养后24 h、48 h,模型对照组和UCMSCs共培养组的细胞A值均较正常对照组明显下降,差异均有统计学意义(均P<0.01);UCMSCs共培养组细胞在相应时间点的细胞A值显著高于模型对照组,差异均有统计学意义(均P<0.01)。RPE细胞POS吞噬试验的量化计算结果显示,3个组RPE细胞平均吞噬POS颗粒数总体比较,差异有统计学意义(F=28.087,P=0.000),其中模型对照组RPE细胞平均吞噬POS颗粒数较正常对照组明显减少,UCMSCs共培养组RPE细胞平均吞噬POS颗粒数较模型对照组明显增加,差异均有统计学意义(均P<0.01)。ELISA法检测结果显示,正常对照组、模型对照组和UCMSCs共培养组RPE细胞上清液中PEDF质量浓度分别为(18.8±1.9)、(10.0±1.7)和(20.2±6.0)ng/ml,bFGF质量浓度分别为(25.2±1.5)、(26.3±3.6)和(61.9±14.3)pg/ml,总体比较差异均有统计学意义(F=8.654,P=0.008;F=23.698,P=0.000)。模型对照组PEDF质量浓度较正常对照组明显下降,UCMSCs共培养组PEDF质量浓度较模型对照组明显升高,差异均有统计学意义(均P<0.01);UCMSCs共培养组bFGF质量浓度较正常对照组和模型对照组均明显升高,差异均有统计学意义(均P<0.01)。

结论

与UCMSCs非接触共培养可以改善光损伤RPE细胞的增生能力和吞噬功能,促进RPE细胞分泌PEDF。UCMSCs可能通过旁分泌的方式分泌bFGF,减轻RPE细胞的光损伤。

引用本文: 庄宏, 张荣, 舒秦蒙, 等.  人脐带间充质干细胞对光诱导视网膜色素上皮细胞损伤的保护作用 [J] . 中华实验眼科杂志, 2019, 37(11) : 863-869. DOI: 10.3760/cma.j.issn.2095-0160.2019.11.003.
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视网膜变性疾病包括年龄相关性黄斑变性和视网膜色素变性等,会导致严重视觉障碍,是世界范围内主要的不可逆性致盲眼病。视网膜变性以进行性感光细胞死亡和视网膜色素上皮(retinal pigment epithelium,RPE)细胞病变为特征,目前尚缺乏有效的治疗手段。近年来,干细胞技术的兴起为视网膜变性的治疗带来曙光[1]。间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)是起源于中胚层的多能干细胞,可来源于骨髓、脐带等组织。MSCs具有多向分化的潜能,并可以规避使用胚胎干细胞带来的伦理争议和成瘤风险。既往研究证实,MSCs可以跨胚层分化为神经外胚层细胞,比如神经元样细胞或者视网膜细胞[2,3,4]。因此许多研究者尝试应用MSCs治疗视网膜变性等神经退行性疾病[5,6,7,8]。MSCs的另一个重要特性是细胞旁分泌功能,从而发挥神经保护和免疫调节作用[9,10]。已有研究表明,MSCs可通过旁分泌的方式分泌多种神经营养因子,包括碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor,bFGF)、脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor,BDNF)等[11,12,13]。Hsieh等[14]比较分析骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)和脐带间充质干细胞(umbilical cord mesenchymal stem cells,UCMSCs)的神经保护作用,发现BMSCs和UCMSCs均具有保护皮层神经元的作用,而UCMSCs可以更好地促进神经元突触生长和减少缺氧神经元的死亡。既往研究表明,UCMSCs具有神经营养作用,并且脐带组织较骨髓组织取材方便[12,13,14]。然而,关于UCMSCs对于RPE细胞功能的影响并不明确,目前仅有个别研究报道[15]。本实验将建立UCMSCs与RPE细胞的非接触共培养体系,观察UCMSCs是否可以起到保护光损伤RPE细胞的作用。

 
 
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