SDF-1/CXCR4信号通道介导BMSC对肝移植术后缺血型胆道损伤的修复作用及机制研究。

Biliary complications often lead to loss of liver function after liver transplantation. Ischemic-type biliary lesion (ITBL) is the main cause of biliary complications after liver transplantation. It has been proved that mesenchymal stem cell (BMSC) can migrate to the damaged tissue and improve tissue microcirculation, while SDF-1/CXCR4 signaling pathway plays an important role in BMSC migration. The study is based on the hypothesis that hypoxia inducible factor -1 (HIF-1) was up-regulated after ischemic bile duct injury, which can activate the SDF-1/CXCR4 signaling pathway, then promote stem cell migrating to ischemic area. Meanwhile, activation of SDF-1/CXCR4 will up-regulate gene VEGF/PDGF expression then promote reconstruction of biliary microcirculation. The project will use the method of adenoviral to change CXCR4 expression on BMSC. First, verify relationship between CXCR4 expression levels on MSC and MSC migration ability by using stem cell migration test in vitro; Second, apply BMSC of different CXCR4 expression levels to rat ITBL model to study the role of SDF-1/ CXCR4 signaling pathway in biliary repair in-depth. Finally, screen all biliary ischemic damage repair-related factors to provide a theoretical basis for combined therapy of targeting molecule and stem cell.

胆道并发症常会导致肝移植后肝功能丧失，其中缺血性胆管病变是肝移植术后胆道并发症的主要原因。骨髓间充质干细胞（BMSC）具有修复作用，而且有向损伤组织迁移的特点，能够促进胆道微循环重建。BMSC向损伤组织趋化跟SDF-1/CXCR4有关。缺血性胆管损伤由于组织缺血缺氧导致缺氧诱导因子-1（HIF-1）表达上调，从而激活下游的SDF-1/CXCR4信号通路，后者一方面促进干细胞向缺血部位趋化迁移，另一方面激活下游基因VEGF/PDGF表达，促进胆道微循环重建。本课题采用腺病毒转染使BMSC高表达CXCR4后，首先在体外验证其迁移能力，研究干细胞表面CXCR4的表达水平与干细胞迁移能力的关系。然后通过将不同表达水平CXCR4的BMSC注入大鼠缺血胆管损伤模型，深入研究SDF-1/CXCR4信号通路在胆道修复中的作用。最后筛选信号通路上胆道缺血损伤修复相关的因子，为干细胞结合靶向分子治疗提供理论依据。

胆道并发症常会导致肝移植后肝功能丧失，其中缺血性胆管病变是肝移植术后胆道并发症的主要原因。骨髓间充质干细胞（BMSC）具有修复作用，而且有向损伤组织迁移的特点，能够促进胆道微循环重建。文献支持，BMSC向损伤组织趋化跟SDF-1/CXCR4有关。缺血性胆管损伤由于组织缺血缺氧导致缺氧诱导因子-1（HIF-1）表达上调，从而激活下游的SDF-1/CXCR4信号通路，后者一方面促进干细胞向缺血部位趋化迁移，另一方面激活下游基因VEGF/PDGF表达，促进胆道微循环重建。本课题成功的完成大鼠BMSC的提取，并通过流式细胞术对其细胞表面标志分子进行检测，体外环境下进行培养，扩增及多向分化潜能的检测；同时，采用腺病毒转染使BMSC高表达CXCR4后，通过细胞迁移实验发现，经CXCR4转染的BMSC的迁移能力要显著高于未经转染的BMSC，验证了SDF-1/CXCR4信号轴对于MSC的显著趋化作用，为BMSC在体内尤其是肝脏局部发挥其修复作用提供有利的前提；此外，实验检测了缺血再灌注损伤（IRI）后肝脏SDF-1的表达，发现SDF-1在IRI后的不同时间点的表达水平均要高于对照组，为SDF-1作为上游调控因子提供有利依据。体内实验部分，构建大鼠IRI模型并同时给与BMSC干预，通过病理学观察及免疫生化指标的检测，发现BMSC及CXCR4修饰的BMSC干预对大鼠IRI具有显著的修复作用，然而具体通过何种作用机制尚需要进一步研究确认。此外，本实验对缺血再灌注损伤后MicroRNA的表达进行了相关研究，并筛选出缺血再灌注损伤相关的一系列MicroRNA的变化，为治疗效果评价提供了良好条件。