應用影像技術觀察骨髓間充質干細胞治療染矽塵大鼠的研究

應用影像技術觀察骨髓間充質干細胞治療染矽塵大鼠的研究目的:探討小動物PET-CT和CT動態(tài)觀察活體大鼠矽肺模型的可行性及骨髓間充質干細胞（BMMSCs）對染矽塵大鼠肺纖維化的作用。方法:1、無特定病原體級健康SD大鼠分為模型組和對照組,模型組一次性氣管內注入質量濃度為30g/L的矽塵混懸液建立大鼠矽肺模型,對照組與等體積的0.9%氯化鈉溶液。2組大鼠均于于造模后第1、2、3、4、6、8和12周分別隨機選取6只,以小動物正電子發(fā)射計算機斷層顯像（PET）/計算機體層掃描（CT）進行肺部CT掃描并檢測CT值,同時進行PET-CT掃描并檢測¹⁸F-氟代脫氧葡萄糖標準化攝取值（SUV）。掃描后處死大鼠,檢測肺臟臟器系數(shù),進行肺臟病理組織學觀察,檢測血清轉化生長因子β1（TGF-β1）、白細胞介素1（IL-1）和肺組織羥脯氨酸（HYP）水平。2、將SPF級SD大鼠隨機分為2周組、4周組、模型組、正常組,每組6只,雌雄各半。前三組每只大鼠均通過氣管注射0.5ml質量濃度為40mg/ml的無菌二氧化硅（SiO₂）懸液,正常組注射無菌生理氯化鈉溶液0.5ml,同時用全骨髓貼壁法分離培養(yǎng)供體大鼠BMMSCs,再分別在染塵第2周和第4周,對2周組和4周組每只大鼠經尾靜脈輸注0.5ml濃度為5×10⁶/ml的BMMSCs懸液。在第12周對大鼠進行肺部CT掃描,測肺系數(shù),觀察大鼠肺部病理切片,檢測肺組織羥脯氨酸（HYP）含量及血清轉化生長因子β1（TGF-β1）濃度,比較不同組大鼠上述檢測指標。結果:1、模型組大鼠肺臟病理組織學改變在早期表現(xiàn)為肺組織炎癥性滲出,隨著時間延長,炎癥反應逐漸減輕,而肺間質纖維化逐漸明顯;PET-CT和CT影像學表現(xiàn)與病理組織學改變基本一致。模型組大鼠肺部SUV在第1⁴周4個時間點均高于同時間點對照組（P<0.05）,且呈現(xiàn)隨染塵時間的增加而下降（P<0.05）。模型組大鼠肺部CT值在7個時間點均高于同時間點對照組（P<0.05）,且在第1⁶周呈現(xiàn)隨染塵時間的增加而下降（P<0.05）,在第6¹2周呈現(xiàn)隨染塵時間的增加而升高（P<0.05）。模型組大鼠肺臟臟器系數(shù)在7個時間點均高于同時間點對照組（P<0.05）,且在第1⁴周呈現(xiàn)隨染塵時間的增加而下降（P<0.05）。除第3和4周外,模型組大鼠血清TGF-β1水平在其余5個時間點均高于同時間點對照組（P<0.05）,且在第1⁴周隨染塵時間的增加而下降（P<0.05）,在第4⁸周隨染塵時間的增加而升高（P<0.05）。模型組大鼠血清IL-1水平在第1⁴周4個時間點均高于同時間點對照組（P<0.05）,且隨染塵時間的增加而下降（P<0.05）。模型組大鼠肺組織HYP水平在7個時間點均高于同時間點對照組（P<0.05）,且在第6¹2周隨染塵時間的增加而升高（P<0.05）。2、肺部CT顯示正常組大鼠肺野清透,肺紋理清晰,模型組大鼠肺部見彌漫分布、大小不一的顆粒狀高密度影,及條索狀或網(wǎng)狀纖維影,4周組肺部可見散在的顆粒狀高密度影及網(wǎng)狀陰影,顆粒大小及分布面積均小于模型組,2周組大鼠肺部可見散在分布的細小顆粒狀陰影。模型組、4周組、2周組、正常組肺部平均CT值依次遞減,模型組高于正常組,4周組高于2周組[（-177.883±7.610）vs（-210.217±6.406）vs（-259.400±7.599）vs（-367.233±9.887）,P<0.05]。模型組、2周組、正常組肺系數(shù)依次遞減,模型組高于正常組,4周組高于2周組[（0.544±0.020）vs（0.451±0.022）vs（0.311±0.010）,P<0.05],而4周組和模型組無顯著性差異（P>0.05）。肺組織病理切片顯示正常對照組大鼠肺泡結構完整,無炎癥細胞浸潤、滲出及纖維增生;模型組可見大片矽結節(jié)融合成片,血管壁增厚,肺泡結構明顯減少;4周組矽結節(jié)范圍較模型組小,肺泡間隔明顯增厚;2周組大鼠肺部矽結節(jié)又明顯少于4周組,部分肺泡間隔增厚。模型組、4周組、2周組、正常組肺組織HYP含量依次遞減,模型組高于正常組,4周組高于2周組[（0.923±0.039）vs（1.811±0.115）vs（2.681±0.433）μg/mg肺濕重,P<0.05];血清TGF-β1濃度也按照模型組、4周組、2周組、正常組的順序依次遞減,模型組高于正常組,4周組高于2周組[（41.664±1.207）vs（46.807±1.645）vs（49.947±1.840）μg/L,P<0.05]。