静脉注射间充质干细胞移植减轻肺静脉闭塞病血管重塑但伴剂量相关风险

【字体: 时间:2025年05月30日 来源:Stem Cell Research & Therapy 7.1

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  肺静脉闭塞病(PVOD)目前缺乏有效疗法,研究人员探讨脂肪源间充质干细胞(ASCs)对 PVOD 大鼠模型的作用。发现 ASCs 可减少肺微血管肌化、减轻右心室肥厚,但重复注射增加死亡率,为 PVOD 细胞治疗提供依据。

  在肺部疾病的探索领域,肺静脉闭塞病(Pulmonary Veno-Occlusive Disease, PVOD)如同隐匿的杀手,因其引发的肺动脉高压及血管病变,往往让患者陷入预后极差的困境。这种累及肺血管后毛细血管结构的罕见疾病,目前除了肺移植外,尚无特效治疗方法。传统化疗药物如丝裂霉素 C(Mitomycin C, MMC)虽可诱导 PVOD 动物模型,但如何有效干预其病程进展,一直是医学研究的难点与痛点。在此背景下,间充质干细胞(Mesenchymal Stem Cells, MSCs)因其抗炎、抗凋亡及免疫调节等特性,成为再生医学领域的焦点,能否将其应用于 PVOD 的治疗,为患者带来新的希望,成为亟待探索的课题。
东京女子医科大学的研究人员肩负着攻克这一难题的使命,开展了一项具有突破性的研究。他们将目光聚焦于脂肪源间充质干细胞(Adipose-Derived Mesenchymal Stem Cells, ASCs),试图通过静脉移植的方式,探究其对 MMC 诱导的 PVOD 大鼠模型的治疗效果及安全性。经过严谨的实验设计与深入的数据分析,研究成果发表在《Stem Cell Research & Therapy》上,为 PVOD 的治疗掀开了新的篇章。

研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先构建 PVOD 大鼠模型,通过在第 0 天和第 7 天对 8 周龄雄性 Lewis 大鼠腹腔注射 MMC,成功诱导出 PVOD 模型;同时从 4 周龄雄性 Lewis 大鼠腹股沟脂肪组织中分离培养 ASCs,经流式细胞术鉴定其表面标志物(CD29+、CD90+,CD45-、CD34-、CD11b-)以确保细胞特性;在模型建立后的第 10 天,通过股静脉对大鼠进行 ASCs 静脉注射;运用右心导管术测量右心室收缩压(Right Ventricular Systolic Pressure, RVSP),评估血流动力学变化;通过组织学染色(HE、EVG、天狼星红染色)及免疫组化(CD31、α 平滑肌肌动蛋白(αSMA))分析肺组织和右心室的病理变化;利用 ELISA 检测血清 N 端脑钠肽前体(NT-proBNP)水平,评估右心室功能;采用 Kaplan-Meier 法分析大鼠生存曲线,探究注射剂量与存活率的关系。

剂量调整成功建立 PVOD 大鼠模型


通过调整 MMC 剂量,研究人员发现 2.5mg/kg 剂量时因毒性较高导致部分大鼠死亡,遂将剂量确定为 2mg/kg。此时,模型大鼠在第 28 天体重显著低于对照组,肺组织出现肺泡壁增厚、炎症细胞浸润,肺动脉中膜肥厚及肺静脉阻塞等典型 PVOD 病理特征,RVSP 显著升高,富尔顿指数(Fulton index,右心室重量与左心室加室间隔重量之比)增加,表明成功建立 PVOD 模型。

ASC 移植减少肺微血管肌化


在 PVOD 模型建立后第 10 天进行 ASCs 移植,结果显示,与 MMC 组相比,MMC+ASC 组大鼠肺微血管中 αSMA 阳性面积显著降低,表明 ASCs 移植可抑制肺微血管平滑肌细胞增殖,减轻血管肌化。尽管 RVSP 未显著改变,但 ASC 移植对肺微血管结构的改善为后续研究奠定了基础。

ASC 移植改善右心室肥厚


通过富尔顿指数评估发现,MMC+ASC 组右心室肥厚程度显著低于 MMC 组,右心室壁厚度也明显减小,而右心室纤维化程度(胶原面积)两组无显著差异。血清 NT-proBNP 水平在 MMC+ASC 组有降低趋势,提示 ASC 移植可能通过减轻右心室心肌细胞肥厚而非改善纤维化来缓解右心室功能障碍,且与 RVSP 无明显相关性,表明 ASC 可能增强右心室对压力负荷的耐受性。

两次注射 ASC 降低 PVOD 大鼠存活率


为探究增加细胞剂量的效果,研究人员在第 3 天和第 10 天两次注射 ASC,结果显示 MMC-double 组大鼠存活率显著低于 MMC-single 组,组织学分析发现肺微血管内有细胞聚集体形成的栓塞,提示重复静脉注射 ASC 可能因 PVOD 模型本身的血管损伤导致肺栓塞,进而增加死亡率,且未带来额外治疗益处。

这项研究首次系统分析了 ASCs 移植在 PVOD 大鼠模型中的作用,得出了具有重要临床指导意义的结论。一方面,静脉注射 ASCs 可通过抑制肺微血管平滑肌细胞增殖、减轻右心室肥厚,对 PVOD 模型的肺和右心室产生有益作用,为 PVOD 的治疗提供了新的潜在策略,展现了间充质干细胞在肺部疾病治疗中的广阔前景。另一方面,研究明确揭示了 ASC 移植的剂量相关风险,重复注射可能引发严重不良事件,提示在临床应用中需谨慎权衡治疗获益与安全性,严格优化给药方案。

研究讨论部分指出,ASCs 的治疗作用可能与其分泌的旁分泌因子有关,如血管内皮生长因子(VEGF)、血管生成素等,促进血管再内皮化并抑制平滑肌细胞增殖。未来可进一步探索 ASCs 来源的细胞外囊泡(Extracellular Vesicles, EVs)在血管重塑中的作用机制,以及 TSP1-CD47 信号通路等分子机制。此外,鉴于 PVOD 与其他类型肺动脉高压的鉴别诊断困难,该研究为细胞治疗在肺动脉高压领域的应用敲响了警钟,需在明确诊断的基础上谨慎开展。总之,这项研究不仅为 PVOD 的治疗提供了新方向,也为间充质干细胞疗法的安全应用提供了重要参考,推动了再生医学在心血管疾病领域的发展。

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