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目的:探讨SD大鼠(Sprague-Dawley rats,SD rats)脐带间充质干细胞(Rat Umbilical Cord Mesenchymal Stem Cells,rUCMSCs)在异体高氧肺损伤(Hyperoxia Induced Lung Injury)大鼠体内的迁移情况及能否分化为肺泡Ⅱ型上皮细胞(Alveolar Epithelial Cells Type Ⅱ,AECⅡ),为下一步研究高氧肺损伤的细胞生物疗法奠定基础。 方法:将冻存的SD大鼠脐带间充质干细胞从液氮中取出,经解冻复苏后置于细胞培养箱培养。利用慢病毒(Lentivirus)作为载体,将绿色荧光蛋白(Green Fluorescent Protein,GFP)报告基因转染到SD大鼠脐带间充质干细胞内进行标记。 选择3日龄大的无特定病原体(Specific Pathogen Free,SPF)级新生SD大鼠40只,根据随机数字法随机分为两组,即高氧组和空气组,每组20只。将高氧组新生SD大鼠置于一自制高氧箱中饲养,维持氧气浓度为95％,CO2浓度<0.5%,温度23℃~25℃,湿度50%～70%。空气组则将新生SD大鼠置于空气环境下饲养,余具体方法及实验控制因素同高氧组。于实验7天后,高氧组和空气组随机抽取8只新生SD大鼠,予腹腔注射致死量10%水合氯醛(8ml/Kg)处死,快速取出肺脏,予石蜡包埋切片,行HE染色,观察肺组织病理改变并计算肺组织辐射状肺泡计数(Radical Alveolar Counts,RAC)。剩余新生大鼠则均予腹腔注射5×104个/只经慢病毒标记GFP的rUCMSCs后,全部置于空气环境下继续饲养。饲养72小时后予腹腔注射致死量10%水合氯醛(8ml/Kg)处死两组动物,取肺组织行快速冰冻切片,在荧光显微镜下观察rUCMSCs在肺内的分布情况,并采集荧光照片。利用专业图像测量软件Image-Pro Plus 6.0对所采集到的荧光照片进行分析、测量。比较两组肺组织冰冻切片上阳性荧光区域的荧光强度值;同时行GFP、肺表面活性蛋白(surfactant protein,SP)-C免疫荧光双标染色,观察是否含GFP、SP-C(红绿色)荧光双标染色阳性细胞。 结果:SD大鼠脐带间充质干细胞经慢病毒转染后,在荧光显微镜下可见到绿色荧光,证明慢病毒将绿色荧光蛋白报告基因成功转染到间充质干细胞,且在感染复数(Multiplicity Of Infection,MOI)=100时,转染效率达95.0%。 高氧组新生SD大鼠的肺组织切片可见肺组织结构紊乱,肺泡间隔增厚,部分肺泡腔变大,其肺组织辐射状肺泡计数为3.25±1.00个,较空气组的5.00±1.50个明显减少(P<0.01),证明高氧肺损伤新生SD大鼠模型建模成功。 高氧组及空气组新生SD大鼠肺组织切片在荧光显微镜下均可见到呈绿色荧光的外源性rUCMSCs,高氧组的荧光强度值为0.03±0.01,空气组的荧光强度值为0.02±0.01,两组间的阳性表达差异有显著的统计学意义(P<0.01)。免疫荧光双标染色结果示高氧组及空气组新生SD大鼠肺组织切片均可检测到GFP、SP-C(红绿色)荧光双染阳性细胞。提示两组新生大鼠肺组织内定植的外源性rUCMSCs能分化成为肺泡Ⅱ型上皮细胞。 结论:经高浓度氧气吸入引起肺组织的损伤可诱导更多的外源性rUCMSCs迁移到肺组织,并可见部分rUCMSCs分化为肺泡Ⅱ型上皮细胞。