系統(tǒng)性保護！間充質(zhì)干細胞療法為重癥胰腺炎帶來新曙光

急性胰腺炎（AP）是一種常見的消化系統(tǒng)急癥，全球年發(fā)病率約為34/10萬人。其嚴重程度可分為輕、中、重三個等級，不僅取決于胰腺本身的局部損傷程度，更與其對遠端器官造成的全身性影響密切相關(guān)。

重癥急性胰腺炎（SAP）作為AP的特殊類型，以全身性炎癥反應(yīng)和局部并發(fā)癥為特征。其中，呼吸、心血管或腎臟等遠端器官功能衰竭是導(dǎo)致不良預(yù)后的主要因素。雖然AP總體死亡率約為2%，但SAP患者的死亡率可高達30%。目前，SAP相關(guān)的器官衰竭治療仍以支持性手段為主，急需能夠有效延緩或逆轉(zhuǎn)器官功能惡化的新型治療方案。

既往研究顯示，間充質(zhì)干細胞（MSCs）可通過抑制炎癥反應(yīng)有效減輕AP病程中的胰腺局部損傷。例如，Jung等學(xué)者證實，MSCs能夠顯著改善AP大鼠的腺泡細胞變性、胰腺水腫和炎癥細胞浸潤情況，并降低炎癥介質(zhì)和相關(guān)細胞因子的表達水平。

近日，中國人民解放軍總醫(yī)院科研團隊在《Cell Press》旗下期刊發(fā)表了一項重要研究，該實驗系統(tǒng)探討了兩種不同來源MSCs對SAP小鼠全身炎癥反應(yīng)、胰腺組織損傷以及對腎、肺、心臟等遠端器官的保護作用，為MSCs治療SAP的臨床應(yīng)用提供了新的實驗依據(jù)。^[1]

SAP動物模型建立方法：6只小鼠接受5%牛磺膽酸鈉溶液膽管注射(SAP模型)24h后被安樂死，6只小鼠接受麻醉、剖腹手術(shù)和膽管穿刺而不注射液體(假手術(shù))，24h后被安樂死，術(shù)后通過血清和組織病理學(xué)分析確定胰腺局部損傷以及腎臟、肺和心臟組織的全身損傷（圖1A），以確定SAP模型是否成功建立。

實驗分組和治療：實驗動物隨機分為4個治療組，①對照組（n=6）：小鼠接受麻醉，無手術(shù)剖腹手術(shù)，輸注200 μl生理鹽水，48h后被安樂死；②SAP-Saline治療組（n=6）：小鼠接受麻醉和手術(shù)，輸注200 μl生理鹽水，48h后被安樂死；③SAP-UC-MSCs治療組（n=6）：小鼠接受麻醉和手術(shù)，尾靜脈注射200μl的UC-MSCs（約1*10⁶個細胞），48h后被安樂死；④BM-MSCs治療組（n=6）：小鼠接受麻醉和手術(shù)，尾靜脈注射200 μl的BM-MSCs（大約1* 10⁶個細胞），48h后被安樂死（表1B）。

結(jié) 果：

1.SAP小鼠模型建立結(jié)果：膽管注射5%牛磺膽酸鈉溶液后24小時，SAP組的血清淀粉酶、肌酐、血尿素氮和CK-MB水平急劇升高，而其它組則沒有顯著升高（圖1C-F）。組織病理學(xué)結(jié)果顯示，與對照組和假手術(shù)組相比，模型小鼠的胰腺、腎臟和肺出現(xiàn)明顯組織損傷，MPO染色顯示損傷組織中有中性粒細胞浸潤（圖1G）。結(jié)果表明膽管注射5%牛磺膽酸鈉溶液24 h后SAP小鼠模型成功建立。

2.SAP小鼠全身炎癥反應(yīng)：在SAP組中，ELISA顯示血清中促炎細胞因子（TNF-α、MCP-1、IL-6、IL-1β）水平升高，抗炎因子（IL-10）水平降低。MSCs輸注后，TNF-α、MCP-1、IL-6和IL-1β水平均顯著降低（圖2A-D），而IL-10表達顯著升高（圖2F）。這些結(jié)果表明，MSCs輸注顯著減輕了SAP小鼠全身炎癥反應(yīng)。

此外，還發(fā)現(xiàn)UC-MSCs在抑制血清TNF-α和提升IL-10水平方面效果明顯更強，而BM-MSCs組未能顯著逆轉(zhuǎn)IL-10血清水平的降低（圖2A-F），表明UC-MSCs在改善SAP系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)方面可能比BM-MSCs更有效。

3.MSCs可減輕SAP小鼠胰腺損傷：在SAP組中表現(xiàn)出明顯的血清淀粉酶升高，而MSCs治療后血清淀粉酶升高受到抑制（圖3A）；在轉(zhuǎn)錄水平上，qRTPCR分析顯示，MSCs輸注后胰腺組織中TNF-α、MCP-1、IL-6、IL-1β水平顯著降低，IL-10水平顯著升高（圖3B-F）；在蛋白質(zhì)水平上，ELISA顯示MSCs輸注后胰腺組織中TNF-α、MCP-1、IL-6 和IL-1β水平同樣顯著降低（圖3B-F），IL-10水平只有UC-MSCs組顯著升高（圖3F），BM-MSCs組則不顯著。

組織學(xué)顯示UC-MSCs治療后病理評分顯著降低，胰腺壞死較少（圖3G-I），而MPO染色顯示兩種MSCs都能夠減輕中性粒細胞浸潤胰腺 （圖3H和I）。此外，與BM-MSCs相比，UC-MSCs 輸注還促使MCP-1、IL-6轉(zhuǎn)錄水平和TNF-α、IL-1β蛋白水平顯著降低，IL-10的轉(zhuǎn)錄和蛋白水平升高（圖3B-F）。

這些結(jié)果表明MSCs輸注有效緩解了SAP小鼠胰腺損傷，其中UC-MSCs顯示出比BM-MSCs更大的治療潛力。

4.MSCs可減輕SAP小鼠腎損傷：腎臟是SAP受影響的器官之一，我們在SAP模型中觀察到顯著的急性腎損傷，在MSCs治療后損傷明顯減輕，幾乎降至正常水平，尤其是UC-MSCs治療后（圖4A-B）。在轉(zhuǎn)錄水平上，qRTPCR分析顯示，MSCs輸注后腎組織中TNF-α、MCP-1、IL-6和IL-1β水平顯著降低，IL-10水平顯著升高（圖4C-G）；在蛋白質(zhì)水平上，ELISA顯示MSCs治療后腎組織中TNF-α、MCP-1、IL-6、IL-1β水平顯著降低，IL-10水平顯著升高（圖4C-G）。

組織學(xué)顯示MSCs治療后腎臟病理評分顯著降低（圖4H），MPO染色表明MSCs能夠抑制腎臟中的中性粒細胞浸潤（圖4I-J）。與BM-MSCs相比，UC-MSCs治療后TNF-α、MCP-1、 IL-1β的轉(zhuǎn)錄水平和TNF-α、IL-6、IL-1β蛋白水平降低，IL-10的轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)水平顯著升高（圖4C-G）

在組織學(xué)和中性粒細胞浸潤方面，UC-MSCs誘導(dǎo)的改善比BM-MSCs更明顯（圖 4H-I），這些結(jié)果表明MSCs輸注有效減輕了SAP小鼠的腎損傷，其中UC-MSCs顯示出優(yōu)于BM-MSCs治療效果。

5.MSCs可減輕SAP小鼠肺損傷：肺是SAP另一個常見受累器官，我們在SAP模型中也觀察到了明顯的肺損傷，MSCs 處理后明顯緩解。在轉(zhuǎn)錄水平上，qRT-PCR分析顯示，MSCs治療后肺組織中TNF-α、MCP-1、IL-6、IL-1β水平顯著降低，IL-10水平顯著升高（圖5A-E）；在蛋白質(zhì)水平上，ELISA顯示MSCs治療后肺組織中TNF-α、MCP-1、IL-6、IL-1β水平顯著降低（圖5A-D），IL-10水平顯著升高（圖5E），但BM-MSCs卻沒有。

組織學(xué)顯示，MSCs治療后肺部病理評分顯著降低（圖5F），同時MPO染色表明MSCs能夠抑制肺部中性粒細胞浸潤（圖5G-H）。與BM-MSCs相比，UC-MSCs治療后MCP-1、IL-6、IL-1β的轉(zhuǎn)錄水平和TNF-α、IL-6、IL-1β的蛋白水平降低，IL-10的蛋白水平升高（圖5A-E）。

在組織學(xué)方面，UC-MSCs誘導(dǎo)的改善比BM-MSCs更明顯（圖5F-H），這些結(jié)果表明MSCs輸注可有效減輕SAP小鼠的肺損傷，與對胰腺和腎損傷的作用類似，UC-MSCs在改善肺損傷方面表現(xiàn)出比BM-MSCs更好的治療效果。

6.MSCs可減輕SAP小鼠心臟損傷：據(jù)報道SAP或膿毒癥會導(dǎo)致心肌功能障礙或循環(huán)衰竭并伴有血清標志物短暫升高，我們在SAP組中檢測到血清CK-MB升高，如果不治療，血清CK-MB會自發(fā)降低，MSCs治療后血清CK-MB水平會進一步下降（圖6A）。

MSCs治療后心肌組織中TNF-α、MCP-1、IL-6、IL-1β的轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)水平降低，IL-10水平顯著升高（圖6B-F）。值得注意的是，UC-MSCs在改善TNF-α、MCP-1、IL-6、IL-1β和IL-10 轉(zhuǎn)錄水平以及IL-1β蛋白水平上表現(xiàn)出更優(yōu)異的性能（圖6B-F）。

這些結(jié)果表明，盡管在我們的模型中心臟效應(yīng)輕微且短暫，但MSCs輸注可有效抑制心臟組織中的炎癥反應(yīng)，且UC-MSCs對心臟組織的影響似乎比BM-MSCs更強。

總 結(jié)：上述實驗結(jié)果證明，MSCs輸注可顯著減輕SAP小鼠全身炎癥以及胰腺和多器官損傷，且與BM-MSCs相比，UC-MSCs表現(xiàn)出了更優(yōu)異的治療效果，這表明UC-MSCs可能是SAP患者基于MSCs療法的最佳選擇。

參考資料：

[1]Rui Ren,Weizheng Ren, Yue Zhang, Haixia Zhang,,Wanlu Su,Ruofan Hu,? Jian Zhao,Lei He, Yiming Mu,Yu Cheng.Breaking the chain in organ failure: Role of umbilical cord and bone marrow derived mesenchymal stem cells in treatment of severe acute pancreatitis.DOI:10.1016/j.heliyon.2024.e35785.

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