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Diamantis Almaliotis、才气托马斯·阿纳斯塔西娅Komnenou, Eleni Gounari, Stavroula Almpanidou,托马斯•Siempis Nikolaos Papaioannou,乔治·Koliakos, Eleni Papakonstantinou, Konstadinos Sotiropulos, Vasileios Karampatakis, ”评估的临床和组织学结果脂肪间充质干细胞在兔角膜碱烧伤模型”,干细胞国际, 卷。2021年, 文章的ID6610023, 11 页面, 2021年。 https://doi.org/10.1155/2021/6610023
评估的临床和组织学结果脂肪间充质干细胞在兔角膜碱烧伤模型
文摘
评估脂肪间充质干细胞的影响(超导公司)在角膜碱损伤实验动物模型。20新西兰白兔子被纳入研究。动物模型,随机分为2组。兔子在超导公司集团( )收到一封intrastromal、结膜下注射和局部滴注法0.5毫升含磷酸盐(PBS)的完全 超导公司。在对照组( ),兔子只有0.5毫升的PBS使用相同的方法。蒙面侦探测量角膜感觉,前房炎症(ACI)和结膜充血。此外,盲目的组织学和免疫组织化学鉴定。超导公司组中,中央角膜感觉增加而ACI和结膜充血与对照组相比降低在后续的28天( )。一个统计上的显著差异( )发现两组之间的记录在上面的参数。组织学分析显示病理血管化是超导公司组明显下降,符合第八因子在免疫组织化学部分的缺失。有一个趋势改善临床结果包括角膜感觉以及加速恢复正常角膜架构与超导公司角膜碱烧伤治疗,结果支持该领域的进一步研究的必要性。
1。介绍
角膜碱烧伤是一种常见的眼科紧急状态,占眼部烧伤的60% (1]。碱剂是亲脂性的,穿透组织更迅速比酸和因此产生眼部表面有大范围的损坏,通过四个阶段,包括直接,急性,早期和晚期修复阶段,可能导致失明(2]。
最初的临床管理在急性期与丰富的灌溉受影响的眼睛是至关重要的在限制暴露于化学的时间(3,4]。政府的抗炎和抗血管新生药物以及物质增强上皮愈合也推荐(3,4]。然而,一个更明确的手术治疗包括自体干细胞移植或羊膜移植通常是必要的5,6]。角膜移植的移植排斥的可能性和限制在因“角膜缘干细胞缺损广泛的情况下,我们经常看到在化学伤害,它不足以管理这些伤害(7]。
化学伤害也被称为引起角膜损伤的感觉(8]。角膜是一个重要的结果,因为角膜感觉神经是重要的维持缘的干细胞体内平衡和功能。神经营养角膜接受角膜移植等并发症的风险高持久上皮缺陷、角膜溃疡,融化,有时穿孔(8]。前房炎症反应在碱性伤害更常见,因为更大的插入深度。与碱性伤害眼睛的恶化可能有时也复杂的眼泪生产由于损伤的泪,结膜和眼睑腺体,与顺向角膜干燥、擦伤、溃疡、穿孔(9]。
面对这样的困难,一种新的治疗模式与良好的临床和实验评估免疫组织化学结果(10]。这种方法使用脂肪间充质干细胞(超导公司)intrastromally和结膜下注射局部使用(10]。治疗使用超导公司背后的基本原理是,他们拥有吸引人的属性,如组织修复或再生,改善免疫调节能力,似乎同时使用时在同种异体移植这使得它们适合细胞组织工程(10,11]。
超导公司是未分化的细胞,可以成倍增加,再生,并转换为分化细胞(12]。骨髓是一个主要来源,tissue-derived超导公司(13]。也可以分离出脂肪或口腔组织,脐带血液、骨髓等。14- - - - - -16]。最近有研究评估使用超导公司激增眼部表面疾病包括角膜损伤的情况下(17- - - - - -20.]。
在目前的研究中,我们调查了一些额外的治疗方法的疗效,但临床上重要成果,如角膜感觉前房炎症(ACI)和结膜充血(CC),对我们的知识没有被描述的其他研究(除了结膜充血)10]。
同时,我们提出相关的组织学变化,治疗和控制组织以及一个免疫组织化学分析因子的存在,这是新血管形成的标志(21]。所有这些结果不评估在我们以前发表的文章中,我们假设他们代表一个重要除了可用的文学。
2。材料和方法
2.1。动物
所有程序在这项研究中进行,经当地伦理委员会批准亚里士多德大学的塞萨洛尼基,以及委员会的兽医部门塞萨洛尼基(436002/3803)和符合下午声明使用动物眼科和视觉研究和欧洲社区理事会指令(86/609 / EEC) [22]。这项研究是伴侣动物诊所,进行大学兽医学院,亚里士多德塞萨洛尼基(EL54BIO16)。之前的研究中,一个完整和全面的眼科检查被执行在所有兔子以确保他们没有任何眼部病理条件。
20新西兰兔6个月大(10男性/女性)重3.5 - -4.2公斤麻醉使用肌内甲苯噻嗪(3 - 5毫克/公斤)和氯胺酮(30 - 50毫克/公斤)以及局部滴眼剂与聚维酮碘混合0.5%盐酸proparacaine 5%。
2.2。隔离和超导公司的文化
超导公司都从腹股沟获得脂肪组织的兔子和准备。具体来说,超导公司隔绝兔子用PBS洗净,然后进一步处理0.5毫克/毫升胶原酶ⅰ型(σ,奥尔德里奇,密苏里州,圣路易斯)1 h在37°C同时他们不断动摇。后添加等量的PBS和孵化解决方案,形成三个不同的层。超导公司层(中间)是吸气的离心10分钟后600×g,和创建的细胞颗粒悬浮在一种特殊的媒介(杜尔贝科修改鹰的介质)补充5%胎牛血清(亚特兰大生物制剂亚特兰大,乔治亚州)和青霉素(100国际单位/毫升)(σInc .,圣路易斯,密苏里州,美国),和链霉素(100μg / ml)(σInc .,圣路易斯,密苏里州,美国)也补充道。最后,上面的解决方案是在调湿室培养(5%二氧化碳)在37°介质变化每2 - 3天。超导公司是主要特征的间充质特点和管理通道3 - 4之间的兔子。
3所示。描述超导公司与流式细胞术和诱导分化
关于超导公司的描述,流式细胞仪进行检测的典型表面标记表达式。短暂的,超然的细胞与Trypsin-EDTA 1 x在PBS和温和的离心,用单克隆抗体染色(mab) CD73 CD105, CD90、CD44在缺乏光线进行15分钟。结果在FACSCalibur设备(富兰克林湖,正欲BD,新泽西,美国)(23)和分析CellQuest Pro6软件。
为了测试超导公司分化能力,他们被播种到24-well板块在细胞浓度为2104每口井。Τ继承人成骨、脂肪形成的和chondrogenic能力评估后,添加适当的媒介在MSC文化28-32天与介质的变化每2 - 3天,孵化37°C公司为5%2。结束后诱导分化、染色(茜素红、油红,阿尔新蓝)进行相互关联的分化。
3.1。角膜碱烧伤动物模型
右眼角膜碱烧伤是生成每个兔子的兔子(20)使用6毫米直径绘画纸滤纸浸泡在1 N氢氧化钠。这是应用于角膜30年代,半盘的上部周边角膜,另一半上球cοnjunctiva,其次是与平衡盐溶液冲洗1分钟。
3.2。最初的医疗管理
滴的动物收到以下组合作为最初的医疗管理的一部分,通常应用在各自的伤害人类24]。0.1%和0.1%妥布霉素地塞米松滴(得克萨斯州沃思堡Tobradex,爱尔康)灌输第一周每天四次和瞳孔放大的(爱尔康Cyclopentolate 0.5%)每天一次10天。在第二周,滴妥布霉素0.1%(得克萨斯州沃思堡Tobrex,爱尔康),以及滴nepafenac 0.1%是灌输每天四次(得克萨斯州沃思堡Nevanac,爱尔康)。柠檬酸10%,抗坏血酸盐10%也是局部使用四次日常前2周。抗坏血酸是改善角膜伤口愈合,促进胶原蛋白的合成,角膜成纤维细胞(24]。柠檬酸抑制中性粒细胞活性从而降低炎症反应(24]。
3.3。超导公司的局部、Intrastromal和结膜下注射
感应的碱烧伤后,兔子被随机分为2组。在第一组( ),收到0.5毫升PBS兔子里面 超导公司。应用程序是表现在3方面:结膜下注射(胰岛素注射器计)和第二注入角膜基质(在伤口附近的健康组织网站通过口袋由15°刀)以及局部应用相同的解决角膜的形式。在对照组( ),相同的协议之后,但PBS没有包含任何超导公司。兔子每组都是临床评估如下所述。
3.4。观察和检查
最小化之间的交互的各种测量的眼科评估,进行微创技术。执行的考试是在此基础上,根据以下顺序:活组织镜检查结膜、角膜、前房;摄影的评估结果;角膜感觉测量法;安乐死;组织学部分;和免疫组织化学分析。中的每个兔进行了彻底检查,随访期间开始当天的碱烧伤以及术后3、7、14、21、28天。安乐死的过程是28天之后完成的。临床评估是由一位失明的眼科医生不知道兔子的组被分配。 This was done with a portable slit lamp (Kowaportable, SL-15®, Kowa, Tokyo, Japan) and included the grading of the conjunctival congestion and ACI. Each parameter was graded between 0 and 3 as described in the following table (Table1)。
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3.5。感觉测量法
与Cochet-Bonet特殊感觉测量法进行角膜触觉计测量角膜接触的门槛(角膜接触阈值(CTT))。的Cochet-Bonnet触觉计应用于角膜表面使用尼龙细丝直径和长度的变量。线程的触觉计应垂直于角膜。它的最大长度应该是6厘米,长度逐渐减少了0.5厘米。较短的长度表示下降的感觉(25]。正常的值在正常兔角膜感觉测量法 (26]。执行的测试是在燃烧的网站以及中央部分的角膜和长度与每个线程重复5次。除此之外,我们也检查的长度有一个反应后连续3 - 5在角膜碱烧伤角膜刺激网站。这是记录在厘米,被认为是阈值的结论。
3.6。组织学检查
样品被蒙面的检查评估。角膜部分被燃烧的网站的每一个兔子和获得并嵌入在10%福尔马林和石蜡(Paraplast +组织包埋剂,徕卡)。的部分是2.5μ米厚,被苏木精和伊红染色评估结缔组织(Bio-Optica、米兰、意大利)。所有样品在那里进行评估,等待愈合,炎症的存在,新血管形成。
3.7。免疫组织化学
免疫组织化学进行角膜部分已嵌入与石蜡(2μ八米)。因素是抗原(病理性血管生成的一个标志)(Abcam FVIII, 1: 300年),由Dako可视化现实想象过氧化物酶/轻拍+检测系统。后,样本与苏木精复染色,光学显微镜研究了。
3.8。统计分析
统计分析是用SPSS软件包(SPSS®、芝加哥、IL), 22个版本。参数数据分布与Shapiro-Wilk检查分析。分析了非参数数据Mann-Whitney学习小组之间的方法。值小于0.05被认为是具有统计学意义。
4所示。结果
4.1。超导公司描述
流仪结果关于表面标记表达式表明,超导公司非常积极,CD90 CD105, CD73, CD44典型的表面标记(图1(一))。超导公司透露的诱导分化成骨、脂肪形成的,和chondrogenic能力与积极茜素证实,油红,和阿尔新染色,分别与控制无污点的组(相比的数字1(一)和1 (b))。
(一)
(b)
4.2。角膜感觉测量法
超导公司组中值的阈值在正常范围内,而对照组在所有时间点。这些值被记录从第三天到后续的最后一天(28天)。一个统计上的显著差异( )发现在两组之间,关于中央角膜7日和21日(见表2(一个))。关于燃烧的敏感性的网站,一个统计上的显著差异( )还指出在21日和28日一天两组之间(见表2 (b))。
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(一)
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(b)
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4.3。结膜充血
在两组中,结膜充血的平均值达到了最高点在碱烧伤后的第三天。在接下来的几天里,结膜充血开始减少两组;然而,减少更大的超导公司组(表3;统计上显著差异( )指出在两组之间,在7日,第14天)。结膜充血的平均值的变化遵循了同样的两组减少课程,直到28天,这是在图表示2。
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4.4。前房炎症
前房炎症的平均值在碱烧伤后第三天增加为两组。这些值开始下降,两组在接下来的几天。的模式变化的平均值ACI两组相似,沿着一条下降的模式。然而,降低ACI在超导公司集团更快,值得注意的是,在14天,没有残余ACI。在表3统计上显著的差异指出,超导公司和对照组之间(图7和14天3)。对照组的ACI似乎28日再次增加。
4.5。组织学检查
组织学检查两组的结果提出了以下数据。图4描述了正常的角膜组织。
(一)
(b)
在对照组,角膜组织失去正常的架构和似乎有一个不规则排列的胶原纤维。还有增加病理血管化,表现为多个血红细胞中可见横向削减船舶(数字5(一个)- - - - - -5 (d))。
(一)
(b)
(c)
(d)
超导公司组,增加巨噬细胞的炎症反应与积累再生领域的活动(图6)。超导公司的病理性血管化组比对照组明显下降。应该指出,外貌和细长的细胞的细胞核,在多个站点不均匀分布在一个单一的细胞层,可能表明迁移的超导公司组织,发挥其治疗作用(数字6 (c)和6 (d))。
(一)
(b)
(c)
(d)
4.6。血因子
10个样本检查前基质。在控制的眼睛,ο你的结果表明,VIII因子并不是出现在超导公司集团。血管的存在和纤维septae角膜部分证实了在整个对照组病理新血管形成,并没有出现在任何样品超导公司集团(数字7(一)和7 (b))。
(一)
(b)
5。讨论
超导公司的治疗效应被认为是基于他们的抗炎作用,抑制角膜血管新生以及能够分化成多种细胞类型包括角膜上皮,所有这些已被证明在各种研究[10,12,27,28]。超导公司的确切作用机制尚未完全清楚,但被认为是次要的分泌生长因子促进受伤细胞的生存和促进组织再生的微环境(29日,30.]。
相关的改善临床和免疫组织化学结果使用超导公司细胞来源于腹股沟脂肪组织的兔子和由结膜下注射和intrastromal以及局部应用角膜碱损伤的急性期描述了在我们之前的论文(10]。在这项研究中,我们证明了他们减少相关的角膜新生血管形成和残留角膜透明度以及促进更及时治疗受伤的角膜。
什么是本研究增加了确认化学烧伤引起的受损的角膜感觉烧网站特别是和在中央角膜衡量Cochet-Bonet角膜触觉计,有规范化的趋势的角膜感觉超导公司治疗组。据我们所知,角膜感觉测量法测量使用Cochet-Bonet触觉计没有在文献中报道的化学烧伤。这是一个重要的因素在整个化学烧伤患者的临床评估,应该评估当麻醉的效果下降(在最初的灌溉)穿了31日]。在我们看来,有利结果的改善中央角膜感觉在治疗组很有前景,因为他们将是有益的有关后续角膜手术的结果的形式角膜移植术。因“角膜缘干细胞缺损以及角膜血管化,降低感觉的眼表面与失败的高危角膜角膜成形术(32- - - - - -34]。神经元在角膜健康的作用,愈合,疤痕,免疫学的重要性。因此,在初级感觉神经元,分子和细胞变化发生疾病或创伤的影响,包括它们的再生过程,是一个高优先级。几个影响角膜化学烧伤等眼部疾病,糖尿病和神经营养相关角膜炎角膜神经支配的障碍,进一步对伤口愈合有有害的影响(35]。众所周知,脂肪msc具有广泛的抗炎和免疫调节特性36]。多项研究表明,脂肪细胞msc提供生长因子和营养,neuromediators眼部表面促进愈合过程和角膜神经再生37]。此外,msc通过旁分泌活动促进生存和内源性修复受伤以来,青光眼的眼睛视网膜神经节细胞产生大量的神经营养因子(35]。在我们的研究中,这是显示msc的积极影响恢复角膜神经功能和敏感性。
ACI的担忧,这是降低超导公司组的第三天,第七天碱烧伤后,并没有出现后第十天,而在对照组,有残余ACI直到28天。统计上显著差异( )被发现在两组之间,在第七届和第14天。关于观察结膜充血,这是同样减少了超导公司组3和7天,并在那之后,结膜属于正常的充血的存在。在对照组,有残余结膜充血整个观察期(28天)。统计上显著差异( )被发现在两组之间,在第七届和第14天。上述观察结果表明,超导公司治疗眼睛发炎立即从早期的治疗时期,这是一直持续到结束的随访(28天)。因此,超导公司可能使组织更愿意手术治疗。反应是一个持续的炎症的迹象的眼睛,和眼睛炎症的风险较高,拒绝如果角膜移植被认为是(38,39),应该在角膜移植术治疗眼内炎症(38]。在此基础上,利用超导公司角膜碱损伤如上所述作出积极贡献的生存潜力后期角膜角膜成形术在减少角膜血管化的背景下,改善角膜感觉,和交流减少炎症。
在组织学分析,我们证明了新血管化角膜的减少,和超导公司纳入治疗角膜可以解释他们的治疗效果(图5 (d))。在评论发表的相关文献,研究使用超导公司化学损伤,产生了成效相似的组织学研究。角膜新生血管形成的确切机制被广泛讨论的一个话题。各种组件是已知的,可以引起角膜新生血管形成,包括角膜损伤和创伤修复(40,41]。此外,角膜形态的新船已被广泛研究和描述各种技术(42,43]。
我们目前的结果是同意所有这些以前的观测和目标添加新的证据在角膜新生血管的形态发展不同的研究表明,应用msc在角膜化学伤后能抑制新血管形成44,45]。在我们的研究中,新血管的形成在角膜伤口愈合过程中收缩的超导公司组比控制,从而表现出抑制超导公司对角膜新生血管形成的影响。不同路线的政府已经用于超导公司应用程序,比如intrastromal [46],结膜下[47),与纳米纤维支架(48),和系统49]。在我们的模型中,超导公司采用三种不同的路线有效抑制新血管的形成后立即进行碱烧伤。
柯等人研究的影响结膜下注射BM msc有无局部应用多糖水凝胶在角膜碱烧伤大鼠(50]。组织学分析显示明显炎症,新血管形成,以及体系结构在对照组的损失。相反,两人都有或没有多糖水凝胶MSC团体更有规律地显示对齐的上皮细胞,减少炎症和新生血管形成。结合多糖凝胶治疗组和msc组织学检查显示最好的改善。在这个研究中,组织的临床结果收到msc要么有或没有多糖也改善(增加角膜上皮形成,减少角膜透明度,和新血管形成)。林等人进行组织学分析角膜碱损伤患者没有接受msc和治疗局部解决方案的间充质干细胞来源于轨道脂肪组织。使用msc在他们的研究促进角膜reepithelialization,减少间质浸润,减少角膜中央角膜厚度和缘的区域(51]。尽管不同的来源和管理方法的超导公司在这项研究中,结果与我们的结果是一致的在目前的研究和我们的早期作品10]。
关于因素VIII-related抗原,或称为血管性血友病因子(vWf),它是由内皮细胞和巨核细胞。它的功能是调节血小板粘附血管受伤的城墙。免疫组织化学检测的因素已经被用来量化血管生成在动物模型(21]。这不是正常角膜组织中找到。在我们的示例中,我们发现VIII因子并不是出现在超导公司集团,这与减少角膜血管化在我们之前文献[10]。第八因子免疫染色之前已经使用动物作为评价肿瘤新血管形成的标志(52]。然而,没有类似的引用文献关联FVIII角膜水平超导公司在角膜碱烧伤中的应用。
6。结论
毫无疑问,使用超导公司是一个有前途的治疗角膜碱损伤,这是由我们的研究和相关文献。这些研究大多是与更好的临床结果在实验动物模型的眼睛已经用间充质干细胞治疗。各种干细胞来源已经使用直到现在如缘的,骨骨髓来源,轨道脂肪,或者脂肪干细胞以及不同路线的政府测试。令人鼓舞的是看到一个人类临床试验旨在评估发生的安全性和临床疗效来源于msc与建立了治疗的骨缘的上皮细胞在因“角膜缘干细胞缺损的病例18]。
另一方面,使用不同的超导公司协议也被越来越多的批评对实验结果的重现性不足53]。不同的程序和参数的细节,包括超导公司组织的隔离状态,细胞分选,体外扩张,净化、表现型,细胞和管理以及后续考试,需要完全文档化的治疗潜力转化为一个可再生的临床疗效和结果54,55]。
综上所述,我们得出这样的结论:脂肪超导公司同时接种局部,结膜下,和intrastromal角膜碱烧伤动物模型,显示趋势改善中央角膜感觉和减少相关的ACI和CC以及展示良好的组织学和免疫化学的结果。鉴于化学损伤影响视觉的本质,人类应该做更多的研究,建立干细胞作为一个有效的选项在角膜碱烧伤的管理。
数据可用性
使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突有关的出版。
作者的贡献
科学作者的贡献如下:Diamantis Almaliotis (i)构想的提出想法,(ii)进行了实验,(3)设计和写的手稿。才气托马斯(i)支持在实验动物的管理,(2)促进了临床测量和(iii)造成了修订和最终版本的手稿。阿纳斯塔西娅Komnenou (i)进行了实验,(ii)支持在动物的管理,(3)实施安乐死的动物,和(iv)导致了项目的监督。Eleni Gounari (i)导致样品准备,(ii)进行免疫组织化学分析,和(3)导致了超导公司的特征。托马斯Siempis (i)的研究提供了重要的反馈分析,(ii)支持写介绍和讨论部分,和(3)导致了最后的手稿。Stavroula Almpanidou (i)处理实验数据,(2)导致分析数据,和(3)导致了最后的手稿。Nikolaos Papaioannou (i)在组织学分析有助于解释,(ii)导致的解释免疫组织化学分析,和(3)支持在实验动物的管理。乔治·Koliakos (i)开发的理论和实践框架隔离和超导公司的文化,(ii)监督超导公司的技术细节,和(3)导致了写作的手稿。Eleni Papakonstantinou (i)的设计和实现的研究,(2)参与的规划研究,和(3)监督这个研究的发现。Konstadinos Sotiropulos (i)设计了数据,(2)进行统计分析,(3)造成了修订和最终版本的手稿主要在讨论部分。 Vasileios Karampatakis (i) planned the experiments/study, (ii) supervised the project, (iii) provided critical feedback in the research analysis, and (iv) contributed to the final version of the manuscript.
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