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第一部分UC-MSCs对ALI模型的治疗作用目的：完善UC-MSCs胚胎干性相关基因检测；建立脂多糖(LPS)诱导的C57BL/6和BALB/C两种遗传背景的急性肺损伤(ALI)模型,观察UC-MSCs对不同背景小鼠ALI的治疗作用,证实UC-MSCs治疗LPS诱导的急性肺损伤疗效具有普遍性。方法：用荧光定量PCR方法检测UC-MSCs胚胎干性相关基因OCT-4、SOX-2、NANOG、SSEA-4的表达；将C57BL/6小鼠分别随机分成3组：Ctrl空白对照组(PBS+PBS)、ALI组(LPS+PBS)、ALI +UC-MSCs治疗组(LPS+UC-MSCs),每组24只；BALB/C小鼠分组和处理方法相同。腹腔麻醉后行气管插管术,Ctrl组给予30μ1 PBS, ALI组和ALI+UC-MSCs组分别给予30μl LPS(5mg/kg)。1h后ALI+UC-MSCs组给予80μl新鲜制备的UC-MSCs细胞悬液(细胞数量0.5×106)。Ctrl组和ALI组分别给予PBS(80μl)。观测各组小鼠体重和生存率的变化,24h、72h、120h处死老鼠收集标本,HE染色检测肺组织病理改变,检测小鼠支气管肺泡灌洗液(BALF)中细胞总数及其分类计数、总蛋白浓度和MPO活性。结果：UC-MSCs中胚胎干性相关基因SSEA-4表达量较高,达到胚胎干细胞表达量的1/4,但是UC-MSCs基本不表达其他胚胎干性相关基因OCT-4、SOX-2、NANOG。经气管插管术给予LPS构建C57BL/6背景的ALI模型,与Ctrl组相比,病理染色结果显示大量炎症细胞浸润、肺出血、肺泡间隔增厚,表明C57BL/6ALI模型构建成功。UC-MSCs治疗后,C57BL/6ALI和BALB/C ALI两种小鼠的体重和生存率都明显提高(p<0.05)。UC-MSCs治疗C57BL/6 ALI模型24h、72h、120h后,小鼠肺组织炎症明显下降,肺病理损伤明显降低,BALF中细胞总数和中性粒细胞分类计数、总蛋白浓度和MPO活性明显减低(p<0.05)结论：胚胎干性相关基因SSEA-4在维持UC-MSCs干性中具有重要意义。UC-MSCs对BALB/C和C57BL/6不同遗传背景的ALI小鼠都有很好的治疗效果,证实了UC-MSCs治疗ALI的普遍性,为其临床研究和治疗ALI提供了新的证据。第二部分UC-MSCs对ALI模型免疫反应的调节作用目的：探究UC-MSCs对ALI模型体内免疫反应的调节作用,明确UC-MSCs治疗ALI的细胞分子机制。方法：用蛋白芯片检测UC-MSCs治疗后ALI小鼠BALF中308种蛋白表达量的变化。通过GO-term和KEEG-Pathway分析这些差异性蛋白的生物学功能,揭示UC-MSCs是否具有调节ALI小鼠体内免疫反应的作用,并筛选与其有关的具体免疫细胞。采用荧光定量PCR和ELISA验证蛋白芯片的结果。流式细胞术检测UC-MSCs治疗后ALI小鼠肺泡巨噬细胞数量和胞内IL-10表达量的改变；体外细胞实验用UC-MSCs干预LPS诱导的巨噬细胞炎症模型,观察巨噬细胞形态变化以及ELISA检测其TNF-α、IL-10表达变化。结果：蛋白芯片结果显示UC-MSCs治疗72h后ALI小鼠BALF中22种蛋白明显降低和8种明显升高。GO-term和KEEG-pathway分析发现这些差异性蛋白的主要的生物学功能与免疫反应相关,其中TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-10、CCL17和CCL22与肺泡巨噬细胞免疫功能密切相关。PCR和ELISA检测结果显示UC-MSCs治疗后,ALI小鼠BALF中TNF-α、IL-1β和IL-6明显下降,IL-10、CCL17和CCL22明显升高(p<0.05)。体内流式细胞术结果显示UC-MSCs治疗后ALI小鼠肺泡巨噬细胞数量减少,但是其胞内IL-10的表达增加(p<0.05)。体外实验结果显示UC-MSCs干预72h后,经LPS刺激的巨噬细胞触突的数量减小,ELISA检测TNF-α表达下降和IL-10表达升高(p<0.05)。结论：UC-MSCs治疗可有效调节ALI小鼠体内肺泡巨噬细胞的功能,抑制LPS刺激后肺泡巨噬细胞炎症反应的同时,促进其分泌更多的IL-10,对后续UC-MSCs治疗作用的深入研究奠定基础。第三部分UC-MSCs治疗ALI模型的旁分泌及分子机制目的：明确UC-MSCs旁分泌对ALI模型的治疗作用,并探讨其具体分子机制。方法：BABL/C小鼠随机分ALI、ALI+CM(UC-MSCs)、ALI+CM (Fibroblast) 3组,每组24只。在LPS建模1h后,ALI+CM(UC-MSCs)组、ALI+CM (Fibroblast)组分别给予80μ1 UC-MSCs和Fibroblast的浓缩条件培养基,ALI组给予80ulPBS,观察各组小鼠体重、生存率变化,24h、72h、120h处死小鼠收集标本,HE染色检测肺组织病理变化。ELISA检测UC-MSCs与LPS刺激后的巨噬细胞共培养中UC-MSCs分泌的PGE2、IL-4、IL-13的表达量。体外实验用PGE2合成关键酶特异性抑制剂Celecoxib干预UC-MSCs后收集细胞及其上清,分别与LPS诱导的巨噬细胞炎症模型共培养72h,检测巨噬细胞TNF-a和IL-10的表达。体内实验将小鼠随机分为Ctr1、AL、ALI+UC-MSCs、 ALI+UC-MSCs (-PGE2)、ALI+CM、ALI+CM (-PGE2)6组,每组24只。LPS建模1h后ALI+UC-MSCs组和ALI+CM组分别给予未经Celecoxib处理的80μl UC-MSCs细胞悬液(细胞数量0.5x10‘)和浓缩条件培养基,ALI+UC-MSCs(-PGE2)组和ALI+CM (-PGE2)组分别给予80μl经Celecoxib处理的UC-MSCs细胞悬液(细胞数量0.5x106)和浓缩条件培养基,Ctrl、ALI给予80μlPBS。观察各组体重、生存率变化,在72h处死老鼠收集标本,HE染色检测肺组织病理改变,ELISA险测BALF中TNF-a和IL-10表达变化。结果：UC-MSCs的条件培养基能够有效保护ALI模型小鼠,与ALI组比较,ALI+CM(UC-MSCs)组小鼠的体重和生存率明显提高,肺病理损伤明显降低(p<0.05)；体外细胞实验检测UC-MSCs与LPS的刺激巨噬细胞共培养72h后,UC-MSCs表达的PGE2明显升高(p<0.05),而IL-4、IL-13表达量没有改变。体外细胞实验PGE2被Celecoxib干预后,UC-MSCs及其条件培养基对LPS诱导的巨噬细胞炎症反应的调节作用都明显下降,分别与Mac+LPS+UC-MSCs组和Mac+LPS+CM组比较,Mac+LPS+UC-MSCs(-PGE2)组和Mac+LPS+CM(-PGE2)组中巨噬细胞TNF-a表达升高和IL-10表达降低(p<0.05)。体内细胞实验PGE2被Celecoxib干预后,UC-MSCs及其条件培养基对ALI小鼠的保护作用都明显下降,分别与ALI+UC-MSCs组和ALI+CM组相比较,ALI+UC-MSCs(-PGE2)组、ALI+CM (-PGE2)组ALI小鼠的体重和生存率明显下降,肺组织损伤加重,BALF中细胞因子TNF-a升高和IL-10下降(p<0.05)。结论：UC-MSCs主要通过旁分泌功能,尤其是分泌PGE2在UC-MSCs治疗LPS诱导的ALI动物模型中发挥治疗作用,为后续利用UC-MSCs临床治疗ALI/ARDS提供了新的机制证据。