骨髓间充质干细胞来源的微囊泡对脂肪肝缺血再灌注损伤的保护效应

The shortage of donor organs is a global problem. Making full use of so-called marginal donor (e.g. fatty liver graft) or organs that used to be considered unsuitable for transplant could allevitate the donor shortage to some extent. Fatty liver graft is easy to develope primary nonfunction (PNF) in the process of hepatectomy or liver transplantation (LT) since it is extraordinarily sensitive to ischemia-reperfusion injury (IRI). Our previous work had confirmed that mesenchymal stem cells (MSC) has a significant protective effect on fatty liver graft （J Sur Res，2012，11：1-14；Chinese Journal of General Surgery. 2011，26：241-245）.However, the potential malignant transformation and and the difficulty of large-scale production hurdled the clinical applications of MSCs. In recent years, studies have shown that MSC derived vesicles (MSC-MVs) have similar protective and reparative properties as their cellular counterparts in tissue repair and possibly anti-IRI therapy. Thus, MSC-MVs represent a promising opportunity for developing novel cell-free therapy approaches which might overcome the obstacles and risks associated with the use of MSC. Therefore, this study intends to isolate and purify MVs from rat bone marrow MSC (BM-MSC), analyze the physical and chemical properties using FACS, electron microscopy, microarray analysis and proteomics technology, and explore the protective effect and related mechanisms of MVs on fatty liver IRI. By this study, we aims to provide a new strategy for expanding the donor pool and alleviating the donor shortage, and speed up the clinical translational application of MVs.

供体短缺是全球性难题，提高边缘性供肝（如脂肪肝等）的利用率是一种有效的应对方法。脂肪供肝对缺血再灌注损伤(IRI)十分敏感，肝移植术后发生原发性肝无功能的风险成倍增加。我们前期工作已证实：间充质干细胞(MSC)对脂肪供肝IRI具有显著的保护作用（J Sur Res. 2012，11：1-14；中华普通外科杂志.2011，26：241-245），但MSC由于可能具有潜在的恶变倾向和难以标准化、规模化生产限制了其临床应用价值。近几年有研究显示MSC来源的微囊泡（MVs）具有与MSC相似的功能，对脏器的IRI具有很好的保护效应。因此，本课题拟从大鼠骨髓MSCs中分离提纯MVs，通过流式细胞仪、电子显微镜、基因芯片、蛋白组学等技术分析MVs的理化性质，评价MVs在脂肪肝IRI中的保护作用并研究其相关机制。本研究旨在为解决供肝短缺提供一种新的策略，并进一步为MVs的临床转化应用打下基础。

肝脏外科手术不可避免伴随着缺血再灌注损伤（ischemia reperfusion injury，IRI），IRI可导致肝功能异常、移植物丢失等严重后果，造成患者住院时间延长、经济负担加重甚至死亡。间充质干细胞（mesenchymal stem cells, MSCs）已被证实具有趋化迁移和组织修复再生等能力，已被广泛地应用于以修复各种抗炎性损伤和组织损伤为目的的研究领域中。但是因为有些种类MSCs本身所具的促瘤作用，对其在临床上应用的安全性仍存在较大争议。EVs 已被证实与MSCs具有相似的作用。本研究旨在探讨人脐带间充质干细胞来源的胞外囊泡对大鼠肝脏IRI缺血再灌注损伤的保护作用，为肝脏IRI缺血再灌注损伤提供一种安全的、新的治疗方法，同时探究MSCs来源胞外囊泡对肝脏再生是否具有促进作用，为肝脏IRI及肝切除术后再生提供一种可能的新的安全的治疗方法。我们分别利用C57BL/6小鼠70%肝缺血再灌注损伤模型及2/3肝切除模型进行动物试验，同时进行体外细胞实验。EVs及PBS通过门静脉注射。在IRI研究中，我们发现EVs处理组损伤明显较对照组减轻。而在肝再生的研究中同样发现EVs处理组与对照组相比，再生能力有所增强。由此我们认为，人脐带间充质干细胞来源胞外囊泡可减轻肝脏缺血再灌注损伤，同时也具有促进肝脏再生的能力，这一发现可为今后临床上治疗IRI及促进肝脏再生提供新的思路，为EVs替代MSCs细胞治疗提供理论依据。