間充質(zhì)干細胞對VX2肺癌模型化學(xué)治療所致骨髓抑制的干預(yù)研究

間充質(zhì)干細胞對VX2肺癌模型化學(xué)治療所致骨髓抑制的干預(yù)研究

盧兆桐史巖耿明趙修義代尊強

【摘要】目的觀察間充質(zhì)干細胞(MSC)對兔間變表皮鱗癌瘤株(VX2)肺癌模型化學(xué)治療所致骨髓抑制的治療作用。方法選用2.5～3.5 kg的新西蘭大白兔52只，分為對照組(10只)、化學(xué)治療組(21只)、MSC干預(yù)組(21只)。在CT引導(dǎo)下建立VX2肺癌模型，建模成功后開始給予化學(xué)治療組吉西他濱176.5 mg/kg，MSC干預(yù)組吉西他濱176.5 mg/kg和MSC (1×106/只)，對照組注射等量的生理鹽水，1次/周，3組均治療3個周期，比較不同時段3組VX2肺癌兔模型的白細胞、紅細胞、血紅蛋白及血小板水平。結(jié)果3組實驗兔接種VX2組織塊后的胸部CT均可見直徑2.5～4.5 cm的高密度影。治療前，3組VX2肺癌兔模型的白細胞、紅細胞、血紅蛋白及血小板水平比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P均>0.05)。治療3個周期后，3組間白細胞、紅細胞、血紅蛋白和血小板水平比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P均<0.01)。其中化學(xué)治療組白細胞、紅細胞、血紅蛋白、血小板水平均比對照組明顯下降(P均<0.05)，MSC干預(yù)組白細胞、紅細胞、血紅蛋白水平低于對照組(P均<0.01)，但血小板水平與對照組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。MSC干預(yù)組白細胞及血小板水平均高于化學(xué)治療組(P均<0.05)。結(jié)論MSC可減輕VX2肺癌模型化學(xué)治療所致的骨髓抑制。

【關(guān)鍵詞】間充質(zhì)干細胞；化學(xué)治療；骨髓抑制；兔間變表皮鱗癌瘤株；肺癌

收稿日期：(2015-04-30)

DOI:10.3969/g.issn.0253-9802.2015.10.005

基金項目：國家自然科學(xué)青年

通訊作者，鄭可國，E-mail：zheng-keguo@163.com

Intervention effect of mesenchymal stem cells on bone marrow suppression induced by chemotherapy in VX2lung cancer modelsLuZhaotong,ShiYan,GengMing,ZhaoXiuyi,DaiZunqiang.Ji’nanMilitaryGeneralHospital，Ji’nan250000,China

Abstract【】ObjectiveTo observe the therapeutic effect of mesenchymal stem cells (MSCs) on bone marrow suppression induced by chemotherapy in the VX2 lung cancer rabbit models. MethodsFifty two New Zealand white rabbits, weighing 2.5～3.5 kg, were randomly divided into the control (n=10), chemotherapy (n=21) and intervention groups (n=21). The VX2 lung cancer models were established under CT guidance. After model establishment, the chemotherapy was performed using gemcitabine 176.5mg/kg in the chemotherapy group, gemcitabine 176.5 mg/kg and MSCs (1×106/ rabbit) were administered in the intervention group and equivalent amount of normal saline was injected in the control group, once weekly for three cycles of treatment. The levels of leukocyte, red blood cell, hemoglobin and platelet count among three groups were statistically compared at different time points. ResultsChest CT revealed the signs of high-intensity shadow with a diameter of 2.5～4.5 cm after injecting VX2 tumor cells. Prior to treatment, the leukocyte, red blood cell, hemoglobin and platelet count did not significantly differ among three groups (all P>0.05). After three cycles of therapy, statistical significance was observed among three groups regarding these indexes (all P<0.01). The mean values of four indexes in the chemotherapy were considerably lower compared with those in the control group (all P<0.05). In the MSCs intervention group, leukocyte, red blood cell, hemoglobin levels were significantly decreased compared with those in the control group (P<0.01), whereas the platelet count did not significantly differ between two groups (P>0.05). The leukocyte and platelet count in the MSC intervention group were significantly higher compared with those in the chemotherapy group (both P<0.05). Conclusion MSC could alleviate the bone marrow suppression induced by chemotherapy in VX2 lung cancer models.

【Key words】Mesenchymal stem cell; Chemotherapy; Bone marrow suppression;

VX2tumor lineage; Lung cancer

在惡性腫瘤的治療中，化學(xué)治療是最常用的治療方法，隨著新輔助化學(xué)治療廣泛應(yīng)用于臨床，化學(xué)治療藥物的毒副反應(yīng)也隨之增加[1]。研究表明，化學(xué)治療所致骨髓抑制的發(fā)生率可達60%以上，臨床上減輕骨髓抑制的藥物主要為升白細胞類藥物，其價格昂貴且不良反應(yīng)較多，因而在控制骨髓抑制方面仍需要尋找更為有效的方法[2]。間充質(zhì)干細胞(MSC)，是一種具有自我復(fù)制能力和多向分化潛能的成體干細胞，對骨髓中的造血干細胞不僅有機械支持作用，還能分泌多種生長因子支持造血功能。為此，本研究利用臍帶MSC對化學(xué)治療所致的骨髓抑制進行干預(yù)，觀察化學(xué)治療后骨髓抑制是否獲得緩解，現(xiàn)報告如下。

材料與方法

一、實驗動物

健康新西蘭大白兔52只，體質(zhì)量2.5～3.5 kg，雌雄不限，由濟南西嶺角養(yǎng)殖繁育中心提供[合格證號：SCXK(魯):20100005])，實驗過程中對動物處置符合動物倫理學(xué)要求。

二、實驗藥物

本研究所用的MSC由濟南軍區(qū)總醫(yī)院干細胞研究中心提供。兔間變表皮鱗癌瘤株(VX2)由東南大學(xué)實驗室提供。吉西他濱注射液(批準(zhǔn)文號H20030104)購自江蘇豪森藥業(yè)股份有限公司。

三、實驗儀器

貝克曼庫爾特LH 755全自動血液分析儀(自美國Beckman Coulter公司)，LGR16-W型臺式高速冷凍離心機(北京京立離心機有限公司)，普通顯微鏡及倒置顯微鏡均為日本Olympus公司產(chǎn)品。

四、實驗方法

1. 動物模型建立

將52只新西蘭大白兔分為對照組(10只)、化學(xué)治療組(21只)和MSC干預(yù)組(21只)。在CT定位下，向3組兔右側(cè)肺內(nèi)接種1塊1 mm3大小的VX2組織塊[3]。建模成功后于7 d(1周)開始給予化學(xué)治療組經(jīng)耳緣靜脈注射吉西他濱176.5 mg/kg[4]。同樣方法給予MSC干預(yù)組注射吉西他濱176.5 mg/kg和MSC(1×106/只)，對照組給予注射等量的生理鹽水，1次/周，3組均連續(xù)注射3次(即3個周期)。

2. 血白細胞、紅細胞、血紅蛋白及血小板水平的檢測

治療前及治療3個周期后(第21日)，使用一次性采血針經(jīng)兔耳緣靜脈取1 ml靜脈血，通過全自動血液分析儀檢測血液中白細胞、紅細胞、血紅蛋白及血小板水平。

五、統(tǒng)計學(xué)處理

結(jié)果

一、VX2肺癌模型的胸部CT掃描所見

接種VX2組織塊后分別于1周和2周行胸部CT掃描檢查。接種1周時3組實驗兔右下肺均出現(xiàn)直徑為0.5～1.5 cm的橢圓形和不規(guī)則形高密度影，邊緣欠清，接種2周時3組實驗兔右下肺的高密度影直徑均生長至2.5 ～ 4.5 cm，見圖1 。

二、治療前后3組VX2肺癌兔模型的白細胞、紅細胞、血紅蛋白和血小板水平比較

1. 治療前

治療前，3組VX2肺癌兔模型的白細胞、紅細胞、血紅蛋白及血小板水平比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P均>0.05)，見表1。

表1　治療前3組VX 2肺癌兔模型血液學(xué)指標(biāo)比較 ± s)

圖1接種VX2組織后實驗免胸部CT檢查結(jié)果

A、B：接種后1周；C、D：接種后2周

2. 治療3個周期后

治療3個周期后，3組VX2肺癌兔模型的白細胞、紅細胞、血紅蛋白和血小板水平比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P均<0.01)。化學(xué)治療組的白細胞、紅細胞、血紅蛋白、血小板水平均比對照組明顯下降(P均<0.05)，MSC干預(yù)組的白細胞、紅細胞、血紅蛋白水平也比對照組下降(P均<0.01)，但血小板水平與對照組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。MSC干預(yù)組白細胞及血小板水平均高于化學(xué)治療組(P均<0.05)，見表2。

表2　治療后3組VX 2肺癌兔模型血液學(xué)指標(biāo)比較 ± s)

注：與對照組比較，化學(xué)治療組t白細胞=13.972、t紅細胞=4.869、t血紅蛋白=5.218，t血小板= 2.178，MSC干預(yù)組t白細胞=6.170、t紅細胞=3.103、t血紅蛋白=5.005，aP<0.01、bP<0.05；與化學(xué)治療組比較，MSC干預(yù)組t白細胞=9.514、t血小板=2.661，cP<0.01、dP<0.05

討論

化學(xué)治療是指對惡性腫瘤所致疾病的藥物治療，這些特殊的藥物可殺滅腫瘤細胞，是治療惡性腫瘤的常用方法，但化學(xué)治療藥物在發(fā)揮積極治療作用的同時容易破壞骨髓造血系統(tǒng)，從而導(dǎo)致骨髓抑制。目前臨床常用于治療骨髓抑制的藥物有集落刺激因子(G-CSF)、重組人促紅細胞生成素(EPO)和重組人IL-11等[5-6]。這些藥物價格較為昂貴，且臨床出現(xiàn)不良反應(yīng)較多，療效維持時間較短，有時需其他藥物序貫治療。因此，尋找一種防治化學(xué)治療后骨髓抑制的藥物或方法，對于保證化學(xué)治療的順利進行具有重要的臨床意義。

吉西他濱是肺癌化學(xué)治療方案中常用的藥物，該藥對骨髓抑制較為明顯，本研究選用吉西他濱對VX2肺癌模型造成骨髓抑制，其實驗劑量為每次176.5 mg/kg，每周1次，共計3療程，累積量為528 mg/kg，并動態(tài)監(jiān)測血液的各項指標(biāo)。該方案完全按照吉西他濱在臨床上使用的方法，有利于做出相對準(zhǔn)確的判斷。

本研究利用吉西他濱引起骨髓抑制并利用MSC進行干預(yù)發(fā)現(xiàn)，MSC可對骨髓抑制起到一定防治作用，通過分析白細胞、血小板、紅細胞和血紅蛋白在血液中水平的變化，判斷吉西他濱對骨髓抑制的情況以及MSC對骨髓抑制的影響。治療3個周期后，MSC干預(yù)組白細胞和血小板的水平明顯高于化學(xué)治療組，且血小板與對照組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義。結(jié)果表明，MSC干預(yù)組經(jīng)干預(yù)后骨髓抑制的情況較化學(xué)治療組明顯減輕，其原因可能為：新西蘭大白兔骨髓中多數(shù)為紅骨髓，可持續(xù)保持造血功能，造血功能恢復(fù)較快；血小板在分化過程中，原始巨核細胞不進行有絲分裂，只是不斷增加核酸以及促進核的加倍，每個巨核細胞可產(chǎn)生2 000～8 000個血小板，生成的血小板約有2/3進入血中，在負反饋調(diào)節(jié)的作用下，骨髓功能進入倍增式恢復(fù)并達到釋放高峰，在這個過程中“MSC”起到了推動作用，其效果隨MSC進入體內(nèi)時間延長而逐漸體現(xiàn)并不斷擴大其優(yōu)勢[7-8]。經(jīng)過MSC的干預(yù)，VX2肺癌模型兔白細胞和血小板結(jié)果趨近于正常，較單純使用化學(xué)治療藥的VX2肺癌模型兔血象有改善作用。

總之，在化學(xué)治療期間化學(xué)治療藥物的毒性所致骨髓抑制的損害不可忽視，通過本研究對各組白細胞、血小板、紅細胞和血紅蛋白在血液中水平分析顯示，MSC在減輕化學(xué)治療所致骨髓抑制方面起到明顯防治作用。因此認為，MSC在未來臨床上的應(yīng)用可能具有廣闊的前景。

參考文獻

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(本文編輯：林燕薇)

臨床研究論著

作者單位：510080 廣州，中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科