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目的:血红素加氧酶-1(heme oxygenase,HO-1)基因修饰的骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BM MSCs)可以通过参与调节移植免疫和修复损伤组织来保护移植肝脏,其具体机制尚不明确。自噬是真核细胞生物依赖溶酶体途径降解受损细胞器、蛋白质及不被利用生物大分子的一种高度保守的生物学过程。本实验通过建立大鼠50%减体积肝移植(reduced-size liver transplantation,RSLT)排斥反应模型,研究载有HO-1基因的腺病毒转染BM MSCs(HO-1/BM MSCs)对减体积移植肝脏的保护作用的机制,探讨自噬是否参与及其可能的信号通路。方法:本研究首先提取BM MSCs,将携带目的基因HO-1的腺病毒转染BM MSCs,并制备HO-1/BM MSCs,同时制备大鼠50%减体积肝移植排斥反应模型,将实验分为三组:BM MSCs组、HO-1/BM MSCs组和生理盐水(normal saline,NS)组。移植术后即刻分别为阴茎背静脉注射等量的BM MSCs、HO-1/BM MSCs和NS,并分别于移植术后0、1、3、5、7、10和14 d取各组肝脏组织标本待检。通过透射电镜观察移植肝脏的超微结构;光镜观察肝脏组织的病理学改变及进行排斥反应分级;免疫组织化学染色检测微管相关蛋白1轻链3(microtubule-associated protein 1 linght chain 3,LC3)、自噬调控因子Beclin-1蛋白的表达情况;Western blot检测LC3、Beclin-1、细胞外信号调节激酶(extracellular regulated protein kinase,ERK)、p-ERK、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin kinase,mTOR)及p-mTOR相关蛋白含量的变化。结果:1.体外提取培养的BM MSCs经形态学、细胞表面标记及诱导分化能力鉴定,表明BM MSCs形态均一、纯度高及可向成脂、成骨细胞诱导分化;且HO-1成功转染到BM MSCs,转染率达85%以上。建立大鼠50%减体积肝移植排斥反应模型,HO-1/BM MSCs组术后各个时间点急性排斥反应指数均低于NS组和BM MSCs组,术后14 d仍发挥作用,表明HO-1/BM MSCs对排斥和损伤修复的保护作用优于NS组和BM MSCs组。2.移植肝脏超微结构示HO-1/BM MSCs组与NS组、BM MSCs组比较,细胞核固缩不明显、损伤最轻,且双层膜包绕的自噬囊泡数量最多。自噬相关蛋白LC3及Beclin-1表达含量随着移植术后时间推进和排斥反应加重,呈增多现象;且HO-1/BM MSCs组自噬相关蛋白表达含量多于NS组及BM MSCs组。表明,自噬参与HO-1/BM MSCs对减体积移植肝脏的作用。3.p-ERK蛋白随移植时间推进和排斥反应损伤加重基本呈增多趋势,且HO-1/BM MSCs组蛋白表达含量最多,与自噬相关蛋白表达结果一致;p-mTOR蛋白随着移植时间推进和排斥反应损伤加重基本呈减少趋势,且HO-1/BM MSCs组蛋白表达含量最少,与自噬相关蛋白及p-ERK蛋白呈相反表现。上述比较差异均具有统计学意义。结论:本实验验证BM MSCs的提取、HO-1/BM MSCs的制备及50%减体积肝移植排斥模型的建立是符合实验要求的。且HO-1/BM MSCs可更好地发挥对减体积移植肝脏的保护作用;肝组织超微结构形态学表现和自噬相关蛋白的测定证实自噬参与HO-1/BM MSCs对50%减体积移植肝脏的保护作用过程;进一步研究证明ERK/mTOR通路中的相关蛋白参与了自噬的这一作用,即通过上调自噬相关蛋白来增强自噬的发生。