چکیده:

مقدمه: سلول های بنیادی مزانشیمی دارای توانایی تعدیل سیستم ایمنی هستند و از طرفی باعث برانگیخته شدن پاسخ های ایمنی نمی گردند. بنابراین، MSCها به عنوان کاندیدهای نویدبخشی در روش های سلول درمانی برای بیماری های التهابی محسوب می شوند. در این مطالعه، ما به بررسی اینکه آیا سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از بند ناف انسانی (UC-MSCs) می توانند آسیب حاد ریوی القا شده توسط لیپوپلی ساکارید (ALI) در مدل موش صحرایی را بهبود بخشند.

روش ها: با تزریق LPS در موش های صحرایی ALI القا گردید. موش ها به سه گروه تقسیم شدند: (1) گروه Salin (کنترل)، (2) گروه LPS و (3) گروه MSC+ LPS. 6، 24 و 48 ساعت پس از تزریق، موش ها کشته شدند. سرم، مایع  bronchoalveolar lavage (BALF) و ریه ها به منظور اندازه گیری غلظت سایتوکاین ها، ارزیابی آسیب ریه و بافت شناسی جمع آوری شدند.

نتایج: UC-MSCها باعث افزایش نرخ بقا شدند و افزایش غلظت های حدواسط های پیش التهابی سرم مانند TNF-alpha، IL-1beta و IL-6 که توسط LPS القا شده بود را بدون کاهش سطح سایتوکاین ضد التهابی IL-10 سرکوب کردند. در گروه MSC+LPS، بهبود قابل توجهی در التهاب ریه، آسیب، تورم، نسبت تر به خشک ریه، غلظت پروتئینی و تعداد نوتروفیل ها در BALF و نیز بهبود فعالیت میلوپراکسیداز (MPO) در بافت ریه را نشان دادند. علاوه براین، UC-MSCها باعث کاهش تولید مالون دی آلدهید (MDA) و کاهش تولید و فعالیت پروتئین هم اکسیژناز 1 (HO-1) در بافت ریه شدند.

نتیجه گیری: UC-MSCها به طور قابل توجهی باعث افزایش نرخ بقا در موش های مبتلا به آسیب ریوی القا شده توسط LPS می شوند و التهاب فراگیر و ریوی را تا حد زیادی کاهش می دهند. اساس پتانسیل درمانی UC-MSCها ممکن است بر تحریک هومئوستازی ضد التهابی و کاهش استرس اکسیداتیو استوار باشد.

Human umbilical cord mesenchymal stem cells reduce systemic inflammation and attenuate LPS-induced acute lung injury in rats.

Li J, Li D, Liu X, Tang S, Wei F.

Abstract

ABSTRACT:

BACKGROUND: Mesenchymal stem cells (MSCs) possess potent immunomodulatory properties and simultaneously lack the ability to illicit immune responses. Hence, MSCs have emerged as a promising candidate for cellular therapeutics for inflammatory diseases. Within the context of this study, we investigated whether human umbilical cord-derived mesenchymal stem cells (UC-MSCs) could ameliorate lipopolysaccharide- (LPS-) induced acute lung injury (ALI) in a rat model.

METHODS:

ALI was induced via injection of LPS. Rats were divided into three groups: (1) saline group(control), (2) LPS group, and (3) MSC + LPS group. The rats were sacrificed at 6, 24, and 48 hours after injection. Serum, bronchoalveolar lavage fluid (BALF), and lungs were collected for cytokine concentration measurements, assessment of lung injury, and histology.

RESULTS:

UC-MSCs increased survival rate and suppressed LPS-induced increase of serum concentrations of pro-inflammatory mediators TNF-alpha, IL-1beta, and IL-6 without decreasing the level of anti-inflammatory cytokine IL-10. The MSC + LPS group exhibited significant improvements in lung inflammation, injury, edema, lung wet/dry ratio, protein concentration, and neutrophil counts in the BALF, as well as improved myeloperoxidase (MPO) activity in the lung tissue. Furthermore, UC-MSCs decreased malondialdehyde (MDA) production and increased Heme Oxygenase-1 (HO-1) protein production and activity in the lung tissue.

CONCLUSION:

UC-MSCs noticeably increased the survival rate of rats suffering from LPS-induced lung injury and significantly reduced systemic and pulmonary inflammation. Promoting anti-inflammatory homeostasis and reducing oxidative stress might be the therapeutic basis of UC-MSCs.