系統性保護！間充質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急癥，全球年發病率約為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。

重癥急性胰腺炎（SAP）作為AP的特殊類型，以全身性炎癥反應和局部并發癥為特征。其中，呼吸、心血管或腎臟等遠端器官功能衰竭是導致不良預后的主要因素。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器官功能惡化的新型治療方案。

既往研究顯示，間充質干細胞（MSCs）可通過抑制炎癥反應有效減輕AP病程中的胰腺局部損傷。例如，Jung等學者證實，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，并降低炎癥介質和相關細胞因子的表達水平。

近日，中國人民解放軍總醫院科研團隊在《Cell Press》旗下期刊發表了一項重要研究，該實驗系統探討了兩種不同來源MSCs對SAP小鼠全身炎癥反應、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的臨床應用提供了新的實驗依據。^[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、剖腹手術和膽管穿刺而不注射液體(假手術)，24h后被安樂死，術后通過血清和組織病理學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，無手術剖腹手術，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，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，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，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 果：

1.SAP小鼠模型建立結果：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）。組織病理學結果顯示，與對照組和假手術組相比，模型小鼠的胰腺、腎臟和肺出現明顯組織損傷，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：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）。這些結果表明，MSCs輸注顯著減輕了SAP小鼠全身炎癥反應。

此外，還發現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IL-10血清水平的降低（圖2A-F），表明UC-MSCs在改善SAP系統性炎癥反應方面可能比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轉錄水平和TNF-α、IL-1β蛋白水平顯著降低，IL-10的轉錄和蛋白水平升高（圖3B-F）。

這些結果表明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的轉錄水平和TNF-α、IL-6、IL-1β蛋白水平降低，IL-10的轉錄和蛋白質水平顯著升高（圖4C-G）

在組織學和中性粒細胞浸潤方面，UC-MSCs誘導的改善比BM-MSCs更明顯（圖 4H-I），這些結果表明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）。

在組織學方面，UC-MSCs誘導的改善比BM-MSCs更明顯（圖5F-H），這些結果表明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出比BM-MSCs更好的治療效果。

6.MSCs可減輕SAP小鼠心臟損傷：據報道SAP或膿毒癥會導致心肌功能障礙或循環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的轉錄和蛋白質水平降低，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 轉錄水平以及IL-1β蛋白水平上表現出更優異的性能（圖6B-F）。

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

總 結：上述實驗結果證明，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表現出了更優異的治療效果，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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