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目的：应用经慢病毒转染后过表达CXCR4的人脐带间充质干细胞(Human Umbilical Cord Mesenchymal Stem Cells, HUMSCs)通过尾静脉输注到放射性肺损伤小鼠体内后,观察过表达CXCR4的HUMSCs是否在肺组织内分布增加,从而具有更好的治疗作用,并探讨其治疗放射性肺损伤可能的机制。方法：通过组织贴壁法,分离和培养来源于人脐带华通胶(Wharton’s jelly)组织中的MSCs,并对其细胞免疫表型进行鉴定。之后通过慢病毒转染,将CXCR4目的基因转染至第3代HUMSCs,并进行免疫荧光、western blot检测目的基因转染后,CXCR4基因在HUMSCs中表达的情况;通过transwe||小室进行HUMSCs的趋化试验检测,观察转染CXCR4基因后的HUMSCs趋化能力是否增强。将C57小鼠分为正常组(Normal group),照射组(RT group),对照组(Control group)和过表达CXCR4的HUMSCs台疗组(CXCR4-HUMSCs group),除正常组(Normal group)小鼠以外,各组小鼠均经直线加速器进行X射线(13Gy,3.68Gy/min)一次性全肺照射,之后对照组(Control group)通过尾静脉注射仅经慢病毒转染EGFP的HUMSCs,过表达CXCR4的HUMSCs组(CXCR4-HUMSCs group)给以尾静脉注射经慢病毒转染CXCR4和EGFP的HUMSCs。在放射线照射后的1w、1m、2m,分别留取各个组小鼠的肺组织标本,进行HE染色、Masson染色病理组织学检测,免疫荧光检测HUMSCs分布及CXCR4-HUMSCs组表达CXCR4和pro-SP-C情况,western blot检测各组肺组织内CXCR4、TGF-β1蛋白表达,PCR检测人类β-actin DNA表达,ELISA检测肺组织内HYP、SDF-1、MMP-2、 TIMP-2、TGF-β1、PDGF、TNF-α表达,免疫组化检测胶原Ⅰ和α-SMA表达。结果：自脐带分离培养的HUMSCs通过慢病毒转染后,可过表达CXCR4基因。同时在transwell趋化试验中,较正常的HUMSCs和未转染目的基因的HUMSCs,迁移的细胞数明显增加(P<0.05)。给以输注HUMSCs勺对照组和CXCR4-HUMSCs组小鼠放射性肺损伤程度明显减轻,并可在小鼠肺组织中检测到来源于人类的β-actin DNA表达;与对照组小鼠相比较,给以尾静脉输注经慢病毒转染过表达CXCR4的HUMSCs治疗后,HUMSCs在小鼠肺组织内分布明显增加,肺组织内CXCR4表达增加(P<0.05),CXCR4-HUMSCs在小鼠肺内可表达CXCR4和pro-SP-C蛋白。CXCR4-HUMSCs组小鼠较对照组小鼠的放射性肺损伤的程度减轻,小鼠肺组织内HYP、SDF-1、MMP-2、TIMP-2、 TGF-β1、PDGF、TNF-α胶原Ⅰ和α-SMA表达水平明显下降(P<0.05)。结论：1、本研究在国内外首次采用过表达CXCR4基因的HUMSCs;治疗放射性肺损伤小鼠模型,发现通过慢病毒转染过表达CXCR4的HUMSCs,其趋化、归巢能力明显增强,提高了外源性MSCs在放射性肺损伤小鼠肺组织内细胞分布数量,解决目前输注的外源性MSCs在肺组织内归巢数量较少的问题,从而达到最大化的发挥外源性MSCs的治疗作用。2、过表达CXCR4的HUMSCs较普通HUMSCs,具有更好的减轻放射性肺损伤的作用。其可能机制：1) 更有效的抑制放射线照射导致的肺内MMP-2和TIMP-2水平的升高,从而调节和维持细胞外基质代谢,减少细胞外基质,如胶原Ⅰ的沉积,使羟脯氨酸水平下降;2)更显著地降低放射性肺损伤局部SDF-1的水平,这有助于减少来源于自身体内促进肺损伤的细胞向肺内趋化、募集；3)更明显地抑制促放射性肺损伤细胞因子：TGF-β1、PDGF、TNF-α在放射线照射后的升高;通过以上作用机制达到减轻和治疗放射性肺损伤,为今后通过基因修饰MSCs治疗放射性肺损伤的临床应用提供了新的实验依据和理论基础。