白细胞介素6受体单克隆抗体与骨髓间充质干细胞可减少急性脊髓损伤神经元的凋亡

中国组织工程研究第20卷第14期2016–04–01出版ChineseJournalofTissueEngineeringResearchApril1,2016Vol.20,No.14ISSN2095-4344CN21-1581/RCODEN:ZLKHAH1981·研究原著·任义行，男，1989年生，河北省保定市人，汉族，河北北方学院在读硕士，主要从事创伤与组织修复研究。通讯作者：杨新明，教授，硕士生导师，河北北方学院附属第一医院骨科，河北省张家口市075000中图分类号:R394.2文献标识码:A文章编号:2095-4344(2016)14-01981-08稿件接受：2016-02-15，孟宪勇2，胡长波2，杨新明2(1河北北方学院研究生院，河北省张家口市075000；2河北北方学院附属第一医院骨科，河北省张家口市075000)引用本文：任义行，孟宪勇，胡长波，杨新明.白细胞介素6受体单克隆抗体与骨髓间充质干细胞可减少急性脊髓损伤神经元的凋亡[J].中国组织工程研究，2016，20(14):1981-1988.DOI:10.3969/j.issn.2095-4344.2016.14.001ORCID:0000-0003-4758-8035(杨新明)文章快速阅读：文题释义：白细胞介素6单克隆抗体：通过特异性结合白细胞介素6的α支链，抑制脊髓损伤中的星形胶质细胞聚集化和增殖，减少星形胶质细胞分泌前列腺素E等，进而减轻脊髓损伤因组织水肿、缺血引起的炎症反应，表现为减少脊髓空洞形成，保护尚存神经细胞，治疗急性脊髓损伤。凋亡：在特定信号诱导下，细胞死亡级联反应触发引起的细胞程序性死亡，在急性脊髓损伤中，因组织缺血、水肿，局部电解质紊乱，大量小胶质细胞聚集，释放细胞毒性因子，如白细胞介素6、肿瘤坏死因子等，还有损伤后产生的氧自由基、一氧化氮，导致神经细胞脱髓鞘，凋亡坏死。摘要背景：研究提示白细胞介素6是急性脊髓损伤中导致细胞凋亡的重要因素。目的：观察白细胞介素6受体单克隆抗体联合骨髓间充质干细胞治疗大鼠急性脊髓损伤的效果。方法：将30只健康SD大鼠随机分为5组，假手术组、急性脊髓损伤组、白细胞介素6受体单克隆抗体移植组、骨髓间充质干细胞移植组、白细胞介素6受体单克隆抗体+骨髓间充质干细胞联合移植组(简称联合移植组)，每组6只。假手术组仅暴露但并不打击脊髓，其余大鼠采用改良Allen’s法制备急性脊髓损伤大鼠模型。术后2d各治疗组大鼠损伤部位用局部注射法进行治疗。治疗前1d及治疗后1，3，7，14，28d分别采用改良BBB评分法及Tarlov评分法，对大鼠后肢进行运动能力测试。治疗28d各组大鼠取材行Tunel法检测脊髓细胞凋亡情况。结果与结论：①与假手术组相比，其他各组BBB评分及改良Tarlov评分均显著降低(P0.05)。②治疗14d后，白细胞介素6受体单克隆抗体移植组、骨髓间充质干细胞移植组BBB评分及Tarlov评分显著高于急性脊髓损伤组(P0.05)，治疗7d后，联合移植组BBB评分及改良Tarlov评分显著高于急性脊髓损伤组(P0.05)。③与骨髓间充质干细胞移植组相比，治疗14d后联合移植组BBB评分及改良Tarlov评分显著升高(P0.05)。④与假手术组相比，其他各组细胞凋亡数显著增加(P0.05)；与急性脊髓损伤组相比，各治疗组细胞凋亡数显著减少(P0.05)；与骨髓间充质干细胞移植组相比，联合移植组细胞凋亡数显著减少(P0.05)。⑤结果表明白细胞介素6受体单克隆抗体联合骨髓间充质干细胞治疗脊髓损伤优于单纯骨髓间充质干细胞治疗。白细胞介素6受体单克隆抗体减少了脊髓损伤白细胞介素6受体单克隆抗体干预急性脊髓损伤：保护尚存的神经细胞细胞死亡炎症反应启动，白细胞介素6大量释放星形胶质细胞反应性聚集、增殖；星形胶质细胞产生前列腺素E星形胶质细胞的增殖和聚集受到抑制，炎性因子相应减少加入白细胞介素6受体单克隆抗体炎性脱髓鞘病变加重、脊髓空洞形成，脊髓损伤病情遭到不可逆转的损伤炎性脱髓鞘病情较轻，脊髓空洞较少，减少了尚存神经细胞的凋亡坏死，促进神经功能恢复急性脊髓损伤任义行，等.白细胞介素6受体单克隆抗体与骨髓间充质干细胞可减少急性脊髓损伤神经元的凋亡P.O.Box10002,Shenyang110180’sdegree,GraduateSchoolofHebeiNorthUniversity,Zhangjiakou075000,HebeiProvince,ChinaCorrespondingauthor:YangXin-ming,Professor,Master’ssupervisor,DepartmentofOrthopedics,FirstAffiliatedHospitalofHebeiNorthUniversity,Zhangjiakou075000,HebeiProvince,China引起的细胞凋亡，对于急性脊髓损伤的保护具有积极意义。关键词：干细胞；骨髓干细胞；白细胞介素6单克隆抗体；骨髓基质干细胞；脊髓损伤；炎症反应；动物实验；运动评分；次级损伤；损伤修复；移植；细胞凋亡主题词：脊髓损伤；骨髓；间质干细胞移植；白细胞介素6；抗体,单克隆；细胞凋亡；组织工程基金资助：河北省卫生厅二〇一一年医学科学研究重点项目计划(20110176)，课题名称：BMSC体外分化移植治疗脊髓损伤临床与基础研究；2013年度河北北方学院创新人才培育基金项目(CXRC1322)，课题名称：BMSC体外分化移植对脊髓损伤修复影响的实验研究Combineduseofinterleukin-6receptormonoclonalantibodyandbonemarrowmesenchymalstemcellsreducesneuronalapoptosisafteracutespinecordinjuryRenYi-xing1,MengXian-yong2,HuChang-bo2,YangXin-ming2(1GraduateSchoolofHebeiNorthUniversity,Zhangjiakou075000,HebeiProvince,China;2DepartmentofOrthopedics,FirstAffiliatedHospitalofHebeiNorthUniversity,Zhangjiakou075000,HebeiProvince,China)AbstractBACKGROUND:Studieshavesuggestedthatinterleukin-6iscrucialforinducingcellapoptosisafteracutespinalcordinjury.OBJECTIVE:Toobservetheeffectofinterleukin-6receptormonoclonalantibodycombinedwithbonemarrowmesenchymalstemcellstotreatacutespinalcordinjuryinrats.METHODS:ThirtySprague-Dawleyratswererandomlydividedintoshamgroup,modelgroup(spinalcordinjurygroup),treatmentgroup1(interleukin-6receptormonoclonalantibodytransplantationgroup),treatmentgroup2(bonemarrowmesenchymalstemcelltransplantationgroup),treatmentgroup3(bonemarrowmesenchymalstemcell+interleukin-6receptormonoclonalantibodygroup),withsixratsineachgroup.Intheshamgroup,thespinalcordwasonlyexposedwithnoinjury,andintheotherfourgroups,ratmodelsofacutespinalcordinjuryweremadeusingmodifiedAllen’smethod.Localinjectiontreatmentwasperformedinallthegroupsat28daysaftermodeling.Basso,BeattieandBresnahan(BBB)scoringandimprovedTarlovscoringwereusedat1daybeforetreatmentand1,3,7,14,28daysaftertreatmenttotestthehindlimbfunction.At28daysaftertreatment,TUNELmethodwasusedtodetectcellapoptosisinthespinalcord.RESULTSANDCONCLUSION:Comparedwiththeshamgroup,BBBscoresandimprovedTarlovscoresweredecreasedsignificantlyintheotherfourgroups(P0.05).At7daysaftertreatment,theBBBscoresandimprovedTarlovscoresinthetreatmentgroup3weresignificantlyhigherthanthoseinthemodelgroup(P0.05).At14daysaftertreatment,theBBBscoresandimprovedTarlovscoresinthetreatmentgroups1and2weresignificantlyhigherthanthoseinthemodelgroup(P0.05);comparedwiththetreatmentgroup2,theBBBscoreandimprovedTarlovscoreweresignificantlyincreasedinthetreatmentgroup3(P0.05).Comparedwiththeshamgroup,thenumberofapoptoticcellswassignificantlyincreasedintheotherfourgroups(P0.05);comparedwiththemodelgroup,thenumberofapoptoticcellswassignificantlydecreasedinthethreetreatmentgroups(P0.05);comparedwiththetreatmentgroup2,thenumberofapoptoticcellswassignificantlylowerinthetreatmentgroup3(P0.05).Thesefindingsindicatethatthecombineduseofinterleukin-6receptormonoclonalantibodyandbonemarrowmesenchymalstemcelltransplantationisbetterthanbonemarrowmesenchymalstemcelltransplantationaloneinthetreatmentofspinalcordinjury,andinterleukin-6receptormonoclonalantibodyreducescella