HO-1基因修饰的骨髓 MSCs对小体积移植肝保护作用及其分子机制研究

Successful implementation of living-related liver transplantation and split liver transplantation has provided us with a new solution for the shortage of donor. But too small volume of the graft remains the most important reason affecting the prognosis of liver transplantation receptor. So the key problem we are facing now is to find out the mechanism of small-size graft injury and to explore how to protect the graft. The results of our previous research showed that: 1. Mesenchymal stem cells (MSCs) could be induced and differentiated into hepatocyte-like cells. 2. MSCs infused through portal vein could colonized in liver, release the ischemic reperfusion injury, promote the hepatocyte regeneration and prolong the survival time of rats after liver transplantation. But the activity was not very high. So we assumed to select a gene which would increase the MSCs activity, promote the MSCs differentiation efficiency in liver transplantation, release the ischemic reperfusion injury of graft and improve microcirculation of the liver. Heme oxygenase-1 (HO-1) can transfect MSCs, and improve not only the anti-oxidation activity of MSCs, but also the cytoactivity and transformation activity. Our preliminary study showed that HO-1 did protect the transplanted graft. So we try to establish the small-for-size liver transplantation model, explore whether Adv-HO-1/MSCs can protect the small-for-size liver graft and prolong the graft survival and its related mechanism. This study will provide an important new idea for the protection of small-for-size transplanted liver.

亲体肝移植和劈离式肝移植的成功实施为解决供肝短缺提供了新的方向。移植肝体积过小是影响肝移植受体预后的重要原因。明确小体积移植肝的损伤机制并实现对移植肝的保护是目前面临的关键问题。我们前期研究发现：1.间充质干细胞（MSCs）可诱导分化为类肝细胞。2.门静脉输注MSCs后能定植在肝脏内，减轻缺血再灌注损伤，促进肝细胞再生，延长大鼠肝移植术后存活时间，但其活性不高。由此我们设想：选择一种基因能够增加MSCs活性，促进MSCs在肝移植中转化效率，同时该基因具有减轻移植肝缺血再灌注损伤及改善肝脏微循环功能。血红素加氧酶-1（HO-1）能够转染MSCs，并能够提高MSCs抗氧化能力，增强其活性和转化能力。前期实验发现HO-1能对移植物起到保护作用。故建立小体积肝移植模型，研究Adv-HO-1/MSCs的移植保护小体积移植肝从而延长移植肝存活的机制。本课题为研究如何保护小体积移植肝提供了新的重要思路。

肝移植已经成为治疗终末期肝病最有效的治疗措施，但目前制约肝移植进一步发展的关键因素主要为供体的短缺和肝移植术后排斥，并影响移植肝及受者的长期存活。本研究建立小体积肝移植模型，探索Adv-HO-1/BM MSCs保护小体积移植肝及延长移植肝存活的机制，为研究如何保护小体积移植肝提供了新的重要思路。目的是通过该技术可以延长移植肝存活，减少移植后排斥反应，甚至达到免疫耐受状态，对提高肝移植术后患者长期存活率有意义。我们针对以上目标，研究Adv-HO-1/BM MSCs对减体积排斥反应肝移植术后保护作用的难点问题进行了深入的研究，主要研究成果如下：.1．成功培养了高质量、高产量的BM MSCs，操作方便。在此基础上，以腺病毒（Adv）为载体，构建Adv-HO-1，转染至BM MSCs，形成稳定、安全的Adv-HO-l/BM MSCs；.2．研究出了改良的“二袖套法”大鼠50%减体积和30%小体积肝移植排斥模型，发现了不同减体积肝移植排斥反应模型的特点，选择50%减体积肝移植排斥模型进行研究；.3．显示了BM MSCs和Adv-HO-l/BM MSCs不仅能够改善减体积肝移植受体的存活率，而且能够促进减体积肝移植术后移植肝脏再生，并且证明了Adv-HO-l/BM MSCs的作用优于BM MSCs；.4. 发现了Adv-HO-1/BM MSCs对减体积排斥模型移植肝的微循环和能量代谢具有保护作用；.5．证明了HO-1能够与BM MSCs协同发挥对减体积排斥模型的移植物的保护作用。自噬在其中发挥了一定的作用，并通过ERK/mTOR信号途径发挥调节作用；.6．提示了Adv-HO-1/BM MSCs对减体积肝移植排斥反应的移植肝有更好免疫保护作用的机制，与细胞因子、T细胞增殖、NK活性、程序性死亡因子及其配体等相关。.综上所述，本项目从体外到体内进行深入研究，揭示了Adv-HO-1/BM MSCs移植对小移植肝的作用，明确小移植肝的肝窦微循环和肝脏能量代谢变化的规律，并研究Adv-HO-1/BM MSCs对小移植肝缺血再灌注损伤、排斥反应的影响及其机制。截止该项目结题，已在《STEM CELL RES THER》等期刊发表SCI收录论文7篇，在国内核心期刊发表论文3篇，参加国际、国内会议交流5次，培养博、硕士研究生10名。