MSC旁分泌VEGF/HGF对ALI肺微血管内皮通透性的作用和机制研究

肺微血管内皮通透性增加是ALI主要的病理改变，稳定内皮细胞骨架，保护细胞间连接，促进细胞增殖，从而减少内皮通透性，是ALI治疗的重要靶点。MSC通过旁分泌效应能改善ALI时肺微血管内皮屏障功能，但具体作用机制和途径尚不清楚，明确该作用机制和途径对理解和促进MSC治疗ALI有重要意义。MSC主要旁分泌因子HGF、VEGF和内皮细胞的RhoA、Rac1可能是介导MSC内皮通透性调节的关键。本研究拟建立ALI动物模型和体外MSC与肺微血管内皮细胞共培养模型，通过干预MSC对VEGF、HGF的释放和内皮细胞RhoA和Rac1的表达，明确ALI时MSC旁分泌VEGF、HGF对肺微血管内皮通透性及细胞间连接、细胞骨架和细胞增殖的影响，并探讨RhoA/Rac1在VEGF/HGF-内皮通透性中的作用，从而明确MSC旁分泌调节肺微血管内皮通透性的机制和途径，为改善MSC对ALI的疗效提供研究基础。

肺毛细血管内皮通透性增加是ALI主要的病理改变，稳定内皮细胞骨架，保护细胞间连接，促进内皮细胞增殖，从而减少肺微血管通透性，是ALI治疗的重要靶点。MSC能改善ALI时肺微血管内皮屏障功能，其具体作用机制和途径尚不清楚，明确该作用途径和机制对应用MSC治疗ALI有重要意义。本研究首先在MSC条件培养基（MSC-CM）与肺微血管内皮细胞共孵育基础上，通过分别或同时拮抗MSC-CM中VEGF、HGF的释放和抑制内皮细胞中RhoA和Rac1的表达，探讨ALI时MSC旁分泌VEGF、HGF对肺微血管内皮通透性的影响，及RhoA/Rac1在其中的作用机制。发现MSC通过旁分泌HGF降低内皮细胞旁及跨内皮通透性，保护内皮细胞间连接；而MSC旁分泌VEGF虽不改善内皮细胞旁通透性，但降低跨内皮通透性，并对HGF保护内皮屏障功能起协同促进作用；该过程中，抑制内皮细胞Rac1导致VEGF和HGF的内皮保护作用减弱，提示内皮细胞Rac1的活化可能是介导MSC旁分泌VEGF和HGF降低内皮通透性，保护内皮间连接的关键下游调控机制。同时研究通过比较MSC与EC接触培养或非接触培养对内皮屏障的保护作用，发现MSC-ECs接触能较非接触培养更进一步增强MSC对内皮屏障的保护作用，而MSC-EC接触后促进MSC旁分泌HGF可能是其中的重要机制。其次，为在体证实MSC旁分泌VEGF、HGF对ALI肺损伤的保护作用，我们经尾静脉分别注入慢病毒基因转染介导的低表达VEGF或HGF的MSC和野生型MSC，发现抑制VEGF或HGF表达的MSC能降低肺VEGF或HGF的水平，使MSC保护肺组织细胞间连接蛋白，减少肺微血管内皮细胞凋亡，减轻肺部炎症作用明显减弱，而抑制HGF而非VEGF表达使MSC改善ALI大鼠肺血管通透性作用减弱，说明MSC通过旁分泌HGF和VEGF发挥对ALI大鼠肺损伤保护作用并促进损伤肺组织的修复，而MSC旁分泌HGF对肺微血管屏障的保护作用较VEGF更明显。总之研究充分阐明了MSC旁分泌HGF和VEGF对微血管内皮通透性的保护作用及调节机制，证实了其对ALI肺损伤及修复中的保护作用，为今后改善MSC对ALI的治疗效果提供了研究基础。