同种异体移植已经成为血液系统恶性病的主要治疗方法,尽管新的治疗方法和免疫抑制剂的使用对于感染并发症有很好的控制作用,但肺部并发症仍是造血干细胞移植后发病率和死亡率高的主要原因。闭塞性细支气管炎(Bronchiolitis obliterans syndrome,BOS)是一种严重的、非感染性的、致命的肺部并发症。其发病机制可能与慢性移植物抗宿主病(chronic graft-versus-host disease,cGVHD)相关,目前尚无有效治疗手段,因此,研发新的治疗策略具有重要意义。近年的研究发现,肝细胞生长因子(Hepatocyte growth factor,HGF)是一种多功能生长因子。在博来霉素诱导的肺纤维化动物模型中,通过抑制转化生长因子-1(Transformating growth factor-beta1,TGF-β1)的分泌,发挥抗纤维化、抗炎的作用,调节上皮细胞和间质细胞的转化,减少纤维蛋白的沉积。但是,HGF蛋白的半衰期短,需要多次给药,静脉给药不能大量进入肺组织,因而不能更好地发挥效能。间充质干细胞(Mesenchymal stem cells,MSC)作为一种多能干细胞,不仅具有免疫调节和多向分化潜能,还具有相对的定位归巢作用,容易归巢到炎症、损伤部位。本课题组前期试验证实重组腺病毒-肝细胞生长因子(Recombinant adenovirus with HGF,Ad-HGF)修饰可使人脐带间充质干细胞(Umbilical Cord Mesenchymal stem cells,UCMSC)可高表达HGF,延长UCMSC在小鼠体内存活时间,增强UCMSC的免疫调节作用,有效治疗放射性肺损伤和肠损伤。基因修饰的干细胞因具有干细胞治疗和基因治疗的双重优势,在基因生物治疗领域已得到广泛的认同及关注。本实验采用HGF基因修饰的UCMSC治疗闭塞性细支气管炎,观察移植气管病理学变化,计算移植气管的阻塞率,评估HGF基因修饰的UCMSC对防治闭塞性细支气管炎的疗效,通过检测移植气管组织及血清中炎性因子的表达、脾脏中淋巴细胞表型的变化来研究基因修饰细胞的作用机制。首先,按hertz等人建立的方法建立了小鼠异位气管移植模型。为评价msc在bos小鼠体内的定植分布情况,我们分离、培养及鉴定egfp转基因小鼠的骨髓间充质干细胞(mousebonemarrowmesenchymalstemcells,bmsc)后,建立异种气管异位移植的bos小鼠模型。待小鼠苏醒后,通过尾静脉输注经150moiad-null或ad-hgf感染的mbmsc(1×106细胞/200μl),在注射后不同的时间点,眼球取血,对移植气管、重要脏器进行取材并提取基因组dna,通过实时定量pcr(real-timequantitativepcr,q-pcr)的方法检测egfp基因在bos小鼠体内的表达情况。将经150moiad-null或ad-hgf感染的ucmsc细胞作为治疗用细胞,经尾静脉输注于bos模型鼠(1×106细胞/200μl),对照组输注200μl生理盐水(normalsaline,ns),通过设立不同时间点及组别,收集移植气管固定后进行石蜡包埋、切片、h&e染色,观察移植气管纤维结缔组织的增生及炎性细胞浸润等病理形态变化,从而评价ucmsc对小鼠bos的治疗作用及hgf基因修饰对疗效的影响。此外,应用酶联免疫吸附试验(enzyme-linkedimmunosorbentassay,elisa)和q-pcr的方法,检测了血液及移植局部炎症因子及抗炎因子的表达,通过流式细胞术检测脾脏淋巴细胞表型改变。研究结果表明,bmsc移植后可以归巢并定植于移植气管损伤局部、血液、肝脏、肺等组织器官,hgf基因修饰可以促进bmsc的定植并延长其定植时间。mscs-hgf及mscs-null治疗可以明显减轻移植气管内纤维结缔组织的增生、上皮细胞的坏死、脱落、缺失、炎细胞的浸润、气管环的破坏等bos典型的病理变化,hgf基因修饰组作用优于mscs-null组。mscs-hgf治疗后炎性细胞因子γ-干扰素(gamainterferon,ifn-?)表达降低,抗炎细胞因子白介素-4(interleukin4,il-4)和白介素-10(interleukin10,il-10)的表达升高,同时促纤维化因子tgf-?1的表达水平降低。此外,细胞治疗后降低了由气管移植所诱导的脾脏淋巴细胞treg,th1/th2,th17的升高趋势,细胞免疫表型改变明显改善。上述研究表明,HGF修饰的脐带间充质干细胞可以防止气管移植相关的气道纤维增生性病变,可通过调节炎症及纤维化的进程而发挥作用。本实验为HGF基因修饰UCMSC的临床转化提供了新的实验数据,为BOS提供了新的治疗策略。