牙髓干细胞与柳氮磺吡啶联合干预大鼠溃疡性结肠炎模型

Combinatorial intervention with dental pulp stem cells and sulfasalazine in a rat model of ulcerative colitis.

作者信息Riham M Aly, Rehab S Abohashem, Hanaa H Ahmed, Alyaa S Abdel Halim
PMID39078564
发布时间2024-12
DOI10.1007/s10787-024-01532-w

实验完整度

高

包含体外细胞鉴定、动物模型建立、组织学、免疫组化、ELISA和qRT-PCR等多层级实验验证。

主要模型

乙酸诱导的溃疡性结肠炎大鼠模型 人牙髓干细胞

重点核对

DPSCs分离鉴定:CD90、CD105阳性,CD34、CD45阴性 大鼠分组:正常对照、阳性对照、DPSCs、DPSCs+柳氮磺吡啶、柳氮磺吡啶,每组5只 给药方案:DPSCs腹腔注射2×10^6细胞/只,柳氮磺吡啶口服30 mg/kg连续7天 检测指标:结肠重量/长度比、ROS、XOD、NF-κB-P65、TNF-α、TLR-4、MyD88、NF-κB、TLR4基因表达

摘要

背景:溃疡性结肠炎(UC)是一种炎症性肠病(IBD),涉及结肠内壁和直肠的炎症。尽管尚未确定IBD的根治方法,但已提出多种治疗方法以减轻该疾病的症状表现,主要侧重于减少炎症。本研究旨在评估牙髓干细胞(DPSCs)与柳氮磺吡啶联合在乙酸诱导的溃疡性结肠炎大鼠模型中的治疗潜力,并评估该联合对体内炎症细胞因子抑制和氧化应激调节的影响。方法:通过直肠内给予3%乙酸诱导大鼠溃疡性结肠炎。通过测量结肠重量/长度比和水肿标志物;对结肠组织进行组织病理学检查;对NF-κB-P65和IL-1β进行免疫组织化学染色;并通过ELISA评估氧化应激和抗氧化指数,来评估DPSCs和柳氮磺吡啶联合对UC的治疗效果。此外,通过ELISA评估结肠组织中的促炎标志物NF-κB-P65、TNF-α和TLR-4。此外,使用qRT-PCR评估结肠组织中TLR-4、NF-κB-P65和MYD88基因的表达水平。结果:联合给予柳氮磺吡啶和DPSCs后,所研究的大体和微观炎症迹象显著改善,组织学结构明显改善,黏膜上皮完整,黏膜和黏膜下层轻度炎症浸润,伴有轻微出血。单独或联合给予DPSCs或柳氮磺吡啶均显著降低ROS水平,并显著增加XOD活性。免疫组织化学结果表明,DPSCs和柳氮磺吡啶联合给药减弱了NFκB-p65和IL-1β的表达。最后,DPSCs和柳氮磺吡啶联合给药显著下调MyD88、NF-κB和TLR4基因表达。结论:DPSCs和柳氮磺吡啶联合治疗对溃疡性结肠炎具有协同作用,且这些作用得到缓解。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
DPSCs与柳氮磺吡啶联合治疗是否能协同改善乙酸诱导的溃疡性结肠炎大鼠模型的炎症和氧化应激?
核心机制
联合治疗通过下调MyD88、NF-κB和TLR4基因表达,抑制NF-κB通路,减少促炎细胞因子,并调节氧化应激(降低ROS、增加XOD活性)来发挥协同抗炎作用。
主要证据
在乙酸诱导的UC大鼠模型中,联合治疗显著改善大体和显微炎症迹象、减轻水肿、降低ROS、增加XOD活性,并下调NF-κB-p65、IL-1β、TNF-α、TLR-4水平及MyD88、NF-κB、TLR4基因表达。
研究意义
本研究结果表明,DPSCs与柳氮磺吡啶联合可能成为治疗UC的潜在细胞治疗策略,为后续临床试验提供依据。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

DPSCs的分离与鉴定

获取并确认具有间充质干细胞特性的牙髓干细胞。

从健康人阻生第三磨牙中分离DPSCs,培养后通过流式细胞术检测表面标志物CD90、CD105、CD34和CD45。

2

溃疡性结肠炎大鼠模型的建立与分组处理

通过乙酸诱导建立UC大鼠模型,并分组给予DPSCs和/或柳氮磺吡啶处理以评估治疗效果。

大鼠直肠内注射3%乙酸诱导UC,24小时后分组处理:正常对照、阳性对照、DPSCs组、DPSCs+柳氮磺吡啶组、柳氮磺吡啶组。

3

结肠组织大体及组织病理学评估

评估各处理对结肠宏观炎症和微观结构损伤的影响。

测量结肠长度、重量,计算水肿标志物;结肠组织进行H&E染色,观察组织学变化。

4

氧化应激和促炎因子水平检测

评估各处理对氧化应激指标和促炎细胞因子水平的影响。

通过ELISA检测结肠组织中ROS、XOD活性,以及TNF-α、NF-κB-p65、TLR-4水平。

5

免疫组织化学检测NF-κB-p65和IL-1β表达

评估结肠组织中NF-κB-p65和IL-1β蛋白表达的变化。

用抗NF-κB-p65和抗IL-1β抗体进行免疫组化染色,观察阳性细胞比例和染色强度。

6

qRT-PCR检测基因表达

评估结肠组织中MyD88、NF-κB和TLR-4基因表达水平的变化。

提取结肠组织RNA,反转录后使用SYBR Green进行qPCR,检测靶基因表达。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证样本或模型特征
验证细胞功能变化
评估体内效果
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
杜氏改良Eagle培养基Bio West--
胎牛血清Bio West--
青霉素Bio West--
链霉素Bio West--
磷酸盐缓冲液Bio West--
I型胶原酶Serva Electrophorese--
DMEM培养基Lonza--
TrypleSelect消化液----
Cytomics FC500流式细胞仪Beckman Coulter--
CXP软件版本2.2Beckman Coulter--
CD34抗体Beckman Coulter--
CD45抗体Beckman Coulter--
CD90抗体Beckman Coulter--
CD105抗体Beckman Coulter--
乙酸Sigma-Aldrich--
柳氮磺吡啶Academia International Trading--
NF-κB-P65 ELISA试剂盒ELK Biotechnology--
TNF-α ELISA试剂盒ELK Biotechnology--
TLR-4 ELISA试剂盒ELK Biotechnology--
XOD ELISA试剂盒MyBioSource--
ROS ELISA试剂盒MyBioSource--
NF-κB-p65抗体ElabscienceE-AB-32232
IL-1β抗体NovusbioNBP1-19775SS
Vectastain ABC-HRP试剂盒Vector Labs--
奥林巴斯显微镜(型号BX-53)OlympusBX-53
RNeasy Mini试剂盒Qiagen--
QuantiTect反转录试剂盒Qiagen--
Quantinova SYBR Green PCR试剂盒Qiagen--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
DPSCs分离与鉴定
牙髓来源、供体年龄(18-24岁)、细胞培养条件(DMEM、15% FBS、抗生素)、流式细胞术标记物(CD90、CD105阳性,CD34、CD45阴性)
阅读提示:Methods Phase I (1) 和 Results (1)
UC模型建立
大鼠品系(Wistar)、性别(雄性)、体重(180-220g)、乙酸浓度(3%)、给药途径(直肠内)、剂量(1ml)
阅读提示:Methods Phase II (2) 和 (3)
分组与给药
每组动物数(5只)、DPSCs剂量(2×10^6细胞/只)、给药途径(腹腔注射)、柳氮磺吡啶剂量(30 mg/kg)、给药时间(7天)、观察时间(15天)
阅读提示:Methods Phase II (4)
组织学和免疫组化
组织固定(10%中性福尔马林)、切片厚度(4微米)、NF-κB-p65抗体(Elabscience, E-AB-32232, 1:100)、IL-1β抗体(Novusbio, NBP1-19775SS, 1:100)
阅读提示:Methods Phase 3 (3)
基因表达分析
RNA提取试剂盒(RNeasy Mini Kit)、反转录试剂盒(QuantiTect)、SYBR Green试剂盒(Quantinova)、引物序列(表1)、qPCR条件(94°C 4min;40循环94°C 15s,60°C 20s,72°C 20s;72°C 10min)
阅读提示:Methods Phase 3 (4) 和 Table 1