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间充质干细胞对呼吸机引起的肺损伤的保护作用及机制研究
【摘要】 目的 观察间充质干细胞（MSCs）对大鼠呼吸机所致肺损伤的保护作用及其机制。方法 SD大鼠30只，采用大潮气量机械通气法制备呼吸机所致肺损伤的大鼠模型，按照随机数字表法分为3组，假手术组、对照组和MSCs治疗组，每组各10只。机械通气后4h处死大鼠，分别进行大鼠肺组织病理及损伤评分、肺组织中性粒细胞浸润数量测定和肺泡灌洗液中炎症因子水平测定。结果 机械通气4h后，MSCs治疗组大鼠肺组织损伤评分为（4.23±1.64）分，显著低于对照组[(7.31±2.15)分, t=6.427, P<0.01]，和假手术组比较差异无统计学意义[(1.97±1.31)分, t=2.22, P>0.05]。假手术组、对照组和MSCs治疗组大鼠肺组织中性粒细胞浸润数量分别为（9.27±4.55）个、（26.37±9.44）个和（15.33±6.62）个。MSCs治疗组中性粒细胞浸润数量和与对照组比较差异有统计学意义(t=3.011, P<0.05)，与假手术组比较差异无统计学意义(t=1.234, P>0.05)。MSCs治疗组大鼠肺泡灌洗液中IL-1β、IL-6和TNF-α水平分别为（70.4±31.4）pg/ml、（41.37±14.34）pg/ml和（47.6±10.23）pg/ml，显著低于对照组（170.2±58.9）pg/ml、（99.3±31.97）pg/ml和（114.3±24.6）pg/ml，差异均有统计学意义(t=5.04, P<0.01；t=3.09, P<0.05；t=6.33, P<0.01)，和假手术组比较差异无统计学意义[(37.9±12.7) pg/ml, t=1.27, P>0.05; (29.2±9.11) pg/ml, t=2.33, P>0.05; (39.44±12.14) pg/ml, t=0.91, P>0.05]。结论MSCs可以减轻大潮气量机械通气所致的肺部组织损伤、
肺部中性粒细胞浸润、降低局部炎症介质的释放，对呼吸机所致肺损伤具有保护作用。
【关键词】间充质干细胞；吸机所致肺损伤；中性粒细胞；炎症
机械通气是救治急、慢性呼吸衰竭患者的最有效手段之一，但是使用不当可导致呼吸机所致的肺损伤（ventilator-induced lung injury，VILI）[1]。目前VILI的发生机制还不是很清楚，研究表明弥漫肺泡损伤、肺泡-毛细血管渗透性增加并继发以中性粒细胞肺部浸润为主的炎症反应是其主要诱因[1]。间充质干细胞（mesenchymal stem cells，MSCs）是一种多能分化的干细胞，研究发现损伤情况下MSCs可迅速迁移至损伤部位、分化为损伤部位细胞的表型而发挥修复作用[2; 3]，同时MSCs能够抑制中性粒细胞的激活，抑制损伤部位的炎症反应，促进组织损伤的修复[4; 5]。但是MSCs能否通过调节炎症反应来减轻甚至预防VILI，目前相关报道尚少。我们通过大潮气量机械通气法制备呼吸机所致肺损伤的大鼠模型，观察MSCs对VILI模型肺损伤及炎症反应的影响及其机制。
材料与方法
1. 材料：健康雄性SD大鼠30只，体重250-300g，由杭州师范大学实验动物中心提供，饲养于室温和光照可控的饲养室内(18-20℃；每12h为光照、黑暗-循环)，自由进食水。DMEM培养基、胎牛血清购自美国Gibco公司，流式抗体购自美国BD公司，14G单腔静脉导管购自德国Braun公司，ELISA试剂盒（IL-1β，IL-6、TNF-α）购自美国R&D公司。
2. 骨髓MSCs分离、体外培养及鉴定：无菌条件下取出雄性SD大鼠股骨、胫骨，用预冷的无血清DMEM培养基反复冲洗骨髓腔，收集细胞悬液，离心获取有核细胞，采用密度梯度离心法分离单核细胞，用含10%胎牛血清的DMEM培养基洗涤后重悬并整细胞浓度，按5×106/ml接种于培养瓶中，置于37℃、5％CO2的培养箱中培养。第3d半量换液；第6d用PBS冲洗3遍后换液；以后每隔3d换液。待细胞铺满瓶底面积约90％时，按l：2进行传代培养。倒置显微镜下观察MSCs形态及生长情况。用流式细胞仪检测培养的细胞表面CD29、CD34、CD38、CD44、CD45、Sca1分子的表达，以鉴定MSCs的纯度。
3. 大潮气量机械通气所致肺损伤大鼠模型建立：SD大鼠腹腔内注射3％戊巴比妥钠溶液（1ml/kg）麻醉后，将大鼠仰卧固定于实验平板上。在颈部皮肤作纵行切口行气管切开，植入气管套管（由14G单腔深静脉导管改装），置管操作完毕后行大潮气量机械通气（VT =20ml/kg体重，PEEP=2cm H2O，吸呼比为1：2，吸入气体为空气），通气时间为2h，机械通气结束后拔除呼吸机接头，缝合颈部切口后放置回实验笼中，让动物自主呼吸空气4h。行麻醉实验过程中动物处置方法符合动物伦理学标准。，
4. 实验分组：共建立大鼠大潮气量机械通气所致肺损伤模型30只，随机分为3组，每组10只。（1）假手术组，手术操作与模型制备相同，但不行机械通气；（2）MSCs治疗组，机械通气结束后立刻经尾静脉注射5×106个MSCs（细胞悬于0.5ml PBS中），之后动物自主呼吸4h；（3）对照组，机械通气结束后立刻经尾静脉注射等体积的PBS，之后动物自主呼吸4h。
5. 肺组织病理及损伤评分：机械通气结束后4h时，麻醉大鼠后迅速开胸行肺泡灌洗并留取肺组织，行常规石蜡切片，H&E染色后于镜下观察并对肺水肿、肺泡及炎症等肺部组织病理分别进行半定量评分[6; 7]，方法如下：无损伤计0分，病变面积<25％计1分，病变面积25％-50％计2分，病变面积50％-75％计3分，病变满视野计4分，肺损伤评分为上述各项之和。每只大鼠观察10个高倍视野，计算平均值，依次观察10只大鼠，取其平均值。
6. 肺组织中性粒细胞浸润数量测定：在高倍镜下计数肺部H&E病理切片内中性粒细胞的数量，每张切片随机选10个视野，计算镜下视野中所有中性粒细胞的数量，每只大鼠观察3张切片，取其平均数作为一只大鼠的肺部中性粒细胞浸润的数量，依次观察10只大鼠，取其平均值。
7. 肺泡灌洗液中炎症因子水平测定：各组大鼠在麻醉后立即开胸取左肺行肺泡灌洗，采用5 ml注射器头封往气管，然后往其内注射PBS 3次，每次2ml，注射PBS后将肺轻轻摇晃，反复抽吸，最后将肺泡灌洗液回抽收集，保证回收率>80％。采用ELISA法对炎症因子IL-1β、IL-6、TNF-α进行检测。
8. 统计学方法：应用SPSS 16.0统计软件分析，计量资料采用均数±标准差(
+S)表示，采用两样本t检验。
结 果
1. MSCs的形态学特征及纯度：骨髓单核细胞经过10-15d的培养后，大部分细胞贴壁并呈集落性生长，细胞形状变为梭形，形态较均一。细胞经3次传代后，采用流式细胞仪检测MSCs表面特征性标志物，显示CD34、CD45、CD38阳性表达率均小于2%，而CD29、CD44、Sca1阳性表达率均大于99%，表明本研究所培养的细胞均为MSCs，可用于后续研究。
2. 各组大鼠肺组织损伤比较：机械通气结束4h后，对照组可见肺部出现肺间质增厚、肺间质及肺泡中中性粒细胞浸润及部分肺泡水肿渗出，而MSCs治疗组部分肺间质出现增厚、但是中性粒细胞浸润明显减少，肺损伤程度显著减轻。假手术组、MSCs治疗组和对照组肺组织损伤评分分别为（1.97±1.31）分、（4.23±1.64）分和（7.31±2.15）分，MSCs治疗组和对照组比较差异有统计学意义（t=6.427, P<0.01），和假手术组比较差异无统计学意义（t=2.22, P>0.05）。
3. 各组大鼠肺组织中性粒细胞浸润比较：机械通气结束4h后，假手术组、MSCs治疗组和对照组肺组织中性粒细胞浸润细胞数分别为（9.27±4.55）个、（15.33±6.62）个和（26.37±9.44）个，MSCs治疗组中性粒细胞浸润数量和与对照组比较差异有统计学意义(t=3.011, P<0.05)，与假手术组比较差异无统计学意义(t=1.234, P>0.05)。
4. 各组大鼠肺泡灌洗液中炎症因子水平比较：应用ELISA法对实验各组大鼠的肺泡灌洗液中炎症因子水平进行检测，结果显示，假手术组大鼠肺泡灌洗液中IL-1β、IL-6和TNF-α水平分别为（37.9±12.7）pg/ml、（29.2±9.11）pg/ml和（39.44±12.14）pg/ml，对照组大鼠出现较明显的炎症，炎症因子水平明显增高，分别为（170.2±58.9）pg/ml、（99.3±31.97）pg/ml和（114.3±24.6）pg/ml，而MSCs治疗组大鼠也出现了炎症反应，但是程度较轻，炎症因子水平分别为（70.4±31.4）pg/ml、（41.37±14.34）pg/ml和（47.6±10.23）pg/ml。MSCs治疗组和对照组炎症因子水平比较差异均有统计学意义(t=5.04, P<0.01；t=3.09, P<0.05；t=6.33, P<0.01)，与假手术组比较差异均无统计学意义(t=1.27, P>0.05；t=2.33, P>0.05；t=0.91, P>0.05)。结果见表1。
表1 MSCs对大鼠呼吸机所致的肺损伤后肺泡灌洗液中炎症因子水平的影响（
+S, n=10）
讨 论
由于骨髓内的MSCs含量极低，因此要获得足够数量的MSCs是临床治疗的首要问题[8]。目前，MSCs的分离培养由多种方法，例如骨髓培养法、密度梯度离心法、磁珠分选法和流式细胞仪分选法等。但由于一些条件的限制，目前常用的主要是全骨髓培养法及密度梯度离心法[9]。在本研究中，我们结合全骨髓培养及密度梯度离心，成功获得了纯度较高的MSCs，培养出来的细胞经3次传代后，细胞形态均一，成梭形，且能维持稳定的增殖活力。流式细胞术检测结果显示本研究培养出的细胞CD29、CD44、Sca1的表达阳性率达99％以上，而CD34、CD38、CD45等分子表达阳性率均小于2％，与文献报道一致[10]。因此本研究培养出的目标细胞中MSCs的纯度较高，可用于下一步有关MSCs治疗的研究。
前人有关VILI的研究结果表明在机械通气损伤后主要表现为弥漫肺泡损伤、肺间质水肿、肺泡水肿渗出、中性粒细胞浸润、肺泡灌洗液中促炎因子的显著增加等[6]。本研究结果也显示大潮气量机械通气后肺部病理上主要表现为中性粒细胞为主的炎性细胞浸润、肺间质水肿、肺泡渗出等典型的肺损伤表现，表明该模型是良好的VILI动物模型。既往研究结果显示MSCs可以减轻、甚至缓解各种原因导致的急性肺部损伤[4; 6; 7]。本研究结果表明，在大潮气量机械通气后输注MSCs可以显著降低肺部损伤的程度，具体表现为显著降低肺部组织损伤程度、减少肺部炎症细胞(主要是中性粒细胞)的浸润、减少肺部局部促炎细胞因子(IL-1β、IL-6和TNF-α)的浓度，与前人研究结果相一致。但是其部分肺组织间质仍出现明显增厚，其具体原因目前暂不清楚。推测可能原因是大潮气量机械通气时对肺泡内皮细胞、血管内皮细胞产生直接损伤，此时MSCs尚未到达损伤部位，发挥保护作用的时间较短，提示在大潮气量机械通气前预先给予MSCs可能会发挥更好的保护效果，但需进一步研究予以证实。
机械通气可导致多种促炎因子及抗炎因子浓度的显著增加，而TNF-a、IL-6等具有促进中性粒细胞向肺部炎症部位趋化、聚集及激活中性粒细胞的功能。本研究结果也显示机械通气可导致促炎因子IL-1β、IL-6和TNF-α的显著增加，同时伴随中性粒细胞的增多和激活，这与既往研究相符。张红珊等[11]在MSCs治疗高氧肺损伤新生大鼠的研究中发现，MSCs可以下调高氧肺损伤新生大鼠肺组织TNF-α、TGF-β1的表达，从而发挥保护作用。鲁刚等[12]在MSCs治疗创伤后急性肺损伤的家兔模型中发现，创伤前注射MSCs可以显著降低肺泡灌洗液中TNF-α、C3a、C5a的水平，降低中性粒细胞数量，减轻肺损伤程度。因此，本研究结果表明MSCs给予可为动物提供一个减轻的肺部炎症反应内环境，在一定程度上减轻VILI继发的以中性粒细胞为主的炎症损伤。
本研究结果表明， MSCs静脉内给予可显著减轻大潮气量机械通气所致的大鼠肺损伤，对VILI具有很好的保护作用，有望成为VILI损伤保护领域中的新型药物，但是MSCs 保护VILI的确切分子机制有待进一步研究。
参考文献
[1] 陈林, 尚游, 姚尚龙. 机械通气所致肺损伤的分子生物学机制研究进展[J]. 中华危重病急救医学, 2014, 26(2): 126-128.
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[3] 黄坤, 吴晓梅, 王欣燕, 等. 骨髓间充质干细胞向肺泡细胞转化的实验研究[J]. 中国呼吸与危重监护杂志, 2011, 10(6): 572-576.
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[5] 张丹丹, 邰文琳, 赵珍, 等. 骨髓间充质干细胞对小鼠急性肺损伤治疗作用的研究[J]. 昆明医学院学报, 2012, 33(3): 8-12.
[6] 赵方, 司小萌, 银瑞. 氯胺酮预先给药对大鼠呼吸机相关肺损伤的影响[J]. 中华实验外科杂志, 2014, 31(12): 2775-2776.
[7] 黄杨, 尹文, 刘健, 等. 骨髓间充质干细胞对急性百草枯中毒肺损伤的保护作用[J]. 实用医学杂志, 2011, 27(5): 751-754.
[8] 张亮, 张宪, 张明宇, 等. 骨髓间充质干细胞在腱骨愈合领域研究进展[J]. 中华实验外科杂志, 2014, 31(11): 2647-2648.
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[10] 徐晓峰, 王晓光, 陈奇, 等. Toll样受体对大鼠骨髓间充质干细胞成骨的影响[J]. 中华实验外科杂志, 2014, 31(7): 1416-1418.
[11] 张红珊, 方建培, 苏浩彬, 等. 骨髓MSCs对高氧肺损伤大鼠细胞因子表达的影响[J]. 中国急救医学, 2013, 33(10): 937-941,后插3.
[12] 鲁刚, 马奎, 付小兵. 脐带间充质干细胞对创伤后早期急性肺损伤作用的研究[J]. 感染、炎症、修复, 2013, 14(1): 3-6.
肺部中性粒细胞浸润、降低局部炎症介质的释放，对呼吸机所致肺损伤具有保护作用。
【关键词】间充质干细胞；吸机所致肺损伤；中性粒细胞；炎症
机械通气是救治急、慢性呼吸衰竭患者的最有效手段之一，但是使用不当可导致呼吸机所致的肺损伤（ventilator-induced lung injury，VILI）[1]。目前VILI的发生机制还不是很清楚，研究表明弥漫肺泡损伤、肺泡-毛细血管渗透性增加并继发以中性粒细胞肺部浸润为主的炎症反应是其主要诱因[1]。间充质干细胞（mesenchymal stem cells，MSCs）是一种多能分化的干细胞，研究发现损伤情况下MSCs可迅速迁移至损伤部位、分化为损伤部位细胞的表型而发挥修复作用[2; 3]，同时MSCs能够抑制中性粒细胞的激活，抑制损伤部位的炎症反应，促进组织损伤的修复[4; 5]。但是MSCs能否通过调节炎症反应来减轻甚至预防VILI，目前相关报道尚少。我们通过大潮气量机械通气法制备呼吸机所致肺损伤的大鼠模型，观察MSCs对VILI模型肺损伤及炎症反应的影响及其机制。
材料与方法
1. 材料：健康雄性SD大鼠30只，体重250-300g，由杭州师范大学实验动物中心提供，饲养于室温和光照可控的饲养室内(18-20℃；每12h为光照、黑暗-循环)，自由进食水。DMEM培养基、胎牛血清购自美国Gibco公司，流式抗体购自美国BD公司，14G单腔静脉导管购自德国Braun公司，ELISA试剂盒（IL-1β，IL-6、TNF-α）购自美国R&D公司。
2. 骨髓MSCs分离、体外培养及鉴定：无菌条件下取出雄性SD大鼠股骨、胫骨，用预冷的无血清DMEM培养基反复冲洗骨髓腔，收集细胞悬液，离心获取有核细胞，采用密度梯度离心法分离单核细胞，用含10%胎牛血清的DMEM培养基洗涤后重悬并整细胞浓度，按5×106/ml接种于培养瓶中，置于37℃、5％CO2的培养箱中培养。第3d半量换液；第6d用PBS冲洗3遍后换液；以后每隔3d换液。待细胞铺满瓶底面积约90％时，按l：2进行传代培养。倒置显微镜下观察MSCs形态及生长情况。用流式细胞仪检测培养的细胞表面CD29、CD34、CD38、CD44、CD45、Sca1分子的表达，以鉴定MSCs的纯度。
3. 大潮气量机械通气所致肺损伤大鼠模型建立：SD大鼠腹腔内注射3％戊巴比妥钠溶液（1ml/kg）麻醉后，将大鼠仰卧固定于实验平板上。在颈部皮肤作纵行切口行气管切开，植入气管套管（由14G单腔深静脉导管改装），置管操作完毕后行大潮气量机械通气（VT =20ml/kg体重，PEEP=2cm H2O，吸呼比为1：2，吸入气体为空气），通气时间为2h，机械通气结束后拔除呼吸机接头，缝合颈部切口后放置回实验笼中，让动物自主呼吸空气4h。行麻醉实验过程中动物处置方法符合动物伦理学标准。，
4. 实验分组：共建立大鼠大潮气量机械通气所致肺损伤模型30只，随机分为3组，每组10只。（1）假手术组，手术操作与模型制备相同，但不行机械通气；（2）MSCs治疗组，机械通气结束后立刻经尾静脉注射5×106个MSCs（细胞悬于0.5ml PBS中），之后动物自主呼吸4h；（3）对照组，机械通气结束后立刻经尾静脉注射等体积的PBS，之后动物自主呼吸4h。
5. 肺组织病理及损伤评分：机械通气结束后4h时，麻醉大鼠后迅速开胸行肺泡灌洗并留取肺组织，行常规石蜡切片，H&E染色后于镜下观察并对肺水肿、肺泡及炎症等肺部组织病理分别进行半定量评分[6; 7]，方法如下：无损伤计0分，病变面积<25％计1分，病变面积25％-50％计2分，病变面积50％-75％计3分，病变满视野计4分，肺损伤评分为上述各项之和。每只大鼠观察10个高倍视野，计算平均值，依次观察10只大鼠，取其平均值。
6. 肺组织中性粒细胞浸润数量测定：在高倍镜下计数肺部H&E病理切片内中性粒细胞的数量，每张切片随机选10个视野，计算镜下视野中所有中性粒细胞的数量，每只大鼠观察3张切片，取其平均数作为一只大鼠的肺部中性粒细胞浸润的数量，依次观察10只大鼠，取其平均值。
7. 肺泡灌洗液中炎症因子水平测定：各组大鼠在麻醉后立即开胸取左肺行肺泡灌洗，采用5 ml注射器头封往气管，然后往其内注射PBS 3次，每次2ml，注射PBS后将肺轻轻摇晃，反复抽吸，最后将肺泡灌洗液回抽收集，保证回收率>80％。采用ELISA法对炎症因子IL-1β、IL-6、TNF-α进行检测。
8. 统计学方法：应用SPSS 16.0统计软件分析，计量资料采用均数±标准差(
+S)表示，采用两样本t检验。结 果
1. MSCs的形态学特征及纯度：骨髓单核细胞经过10-15d的培养后，大部分细胞贴壁并呈集落性生长，细胞形状变为梭形，形态较均一。细胞经3次传代后，采用流式细胞仪检测MSCs表面特征性标志物，显示CD34、CD45、CD38阳性表达率均小于2%，而CD29、CD44、Sca1阳性表达率均大于99%，表明本研究所培养的细胞均为MSCs，可用于后续研究。
2. 各组大鼠肺组织损伤比较：机械通气结束4h后，对照组可见肺部出现肺间质增厚、肺间质及肺泡中中性粒细胞浸润及部分肺泡水肿渗出，而MSCs治疗组部分肺间质出现增厚、但是中性粒细胞浸润明显减少，肺损伤程度显著减轻。假手术组、MSCs治疗组和对照组肺组织损伤评分分别为（1.97±1.31）分、（4.23±1.64）分和（7.31±2.15）分，MSCs治疗组和对照组比较差异有统计学意义（t=6.427, P<0.01），和假手术组比较差异无统计学意义（t=2.22, P>0.05）。
3. 各组大鼠肺组织中性粒细胞浸润比较：机械通气结束4h后，假手术组、MSCs治疗组和对照组肺组织中性粒细胞浸润细胞数分别为（9.27±4.55）个、（15.33±6.62）个和（26.37±9.44）个，MSCs治疗组中性粒细胞浸润数量和与对照组比较差异有统计学意义(t=3.011, P<0.05)，与假手术组比较差异无统计学意义(t=1.234, P>0.05)。
4. 各组大鼠肺泡灌洗液中炎症因子水平比较：应用ELISA法对实验各组大鼠的肺泡灌洗液中炎症因子水平进行检测，结果显示，假手术组大鼠肺泡灌洗液中IL-1β、IL-6和TNF-α水平分别为（37.9±12.7）pg/ml、（29.2±9.11）pg/ml和（39.44±12.14）pg/ml，对照组大鼠出现较明显的炎症，炎症因子水平明显增高，分别为（170.2±58.9）pg/ml、（99.3±31.97）pg/ml和（114.3±24.6）pg/ml，而MSCs治疗组大鼠也出现了炎症反应，但是程度较轻，炎症因子水平分别为（70.4±31.4）pg/ml、（41.37±14.34）pg/ml和（47.6±10.23）pg/ml。MSCs治疗组和对照组炎症因子水平比较差异均有统计学意义(t=5.04, P<0.01；t=3.09, P<0.05；t=6.33, P<0.01)，与假手术组比较差异均无统计学意义(t=1.27, P>0.05；t=2.33, P>0.05；t=0.91, P>0.05)。结果见表1。
表1 MSCs对大鼠呼吸机所致的肺损伤后肺泡灌洗液中炎症因子水平的影响（
+S, n=10）| 组别 | IL-1β | IL-6 |
TNF-α (pg/ml) |
| (pg/ml) | (pg/ml) | ||
| 假手术组 | 37.9±12.7 | 29.2±9.11 | 39.44±12.14 |
| 对照组 | 170.2±58.9* | 99.3±31.97* | 114.3±24.6* |
| MSCs治疗组 | 70.4±31.4# | 41.37±14.34# | 47.6±10.23# |
| 注：与假手术组比较，*P<0.01，与对照组比较，#P<0.01。 | |||
讨 论
由于骨髓内的MSCs含量极低，因此要获得足够数量的MSCs是临床治疗的首要问题[8]。目前，MSCs的分离培养由多种方法，例如骨髓培养法、密度梯度离心法、磁珠分选法和流式细胞仪分选法等。但由于一些条件的限制，目前常用的主要是全骨髓培养法及密度梯度离心法[9]。在本研究中，我们结合全骨髓培养及密度梯度离心，成功获得了纯度较高的MSCs，培养出来的细胞经3次传代后，细胞形态均一，成梭形，且能维持稳定的增殖活力。流式细胞术检测结果显示本研究培养出的细胞CD29、CD44、Sca1的表达阳性率达99％以上，而CD34、CD38、CD45等分子表达阳性率均小于2％，与文献报道一致[10]。因此本研究培养出的目标细胞中MSCs的纯度较高，可用于下一步有关MSCs治疗的研究。
前人有关VILI的研究结果表明在机械通气损伤后主要表现为弥漫肺泡损伤、肺间质水肿、肺泡水肿渗出、中性粒细胞浸润、肺泡灌洗液中促炎因子的显著增加等[6]。本研究结果也显示大潮气量机械通气后肺部病理上主要表现为中性粒细胞为主的炎性细胞浸润、肺间质水肿、肺泡渗出等典型的肺损伤表现，表明该模型是良好的VILI动物模型。既往研究结果显示MSCs可以减轻、甚至缓解各种原因导致的急性肺部损伤[4; 6; 7]。本研究结果表明，在大潮气量机械通气后输注MSCs可以显著降低肺部损伤的程度，具体表现为显著降低肺部组织损伤程度、减少肺部炎症细胞(主要是中性粒细胞)的浸润、减少肺部局部促炎细胞因子(IL-1β、IL-6和TNF-α)的浓度，与前人研究结果相一致。但是其部分肺组织间质仍出现明显增厚，其具体原因目前暂不清楚。推测可能原因是大潮气量机械通气时对肺泡内皮细胞、血管内皮细胞产生直接损伤，此时MSCs尚未到达损伤部位，发挥保护作用的时间较短，提示在大潮气量机械通气前预先给予MSCs可能会发挥更好的保护效果，但需进一步研究予以证实。
机械通气可导致多种促炎因子及抗炎因子浓度的显著增加，而TNF-a、IL-6等具有促进中性粒细胞向肺部炎症部位趋化、聚集及激活中性粒细胞的功能。本研究结果也显示机械通气可导致促炎因子IL-1β、IL-6和TNF-α的显著增加，同时伴随中性粒细胞的增多和激活，这与既往研究相符。张红珊等[11]在MSCs治疗高氧肺损伤新生大鼠的研究中发现，MSCs可以下调高氧肺损伤新生大鼠肺组织TNF-α、TGF-β1的表达，从而发挥保护作用。鲁刚等[12]在MSCs治疗创伤后急性肺损伤的家兔模型中发现，创伤前注射MSCs可以显著降低肺泡灌洗液中TNF-α、C3a、C5a的水平，降低中性粒细胞数量，减轻肺损伤程度。因此，本研究结果表明MSCs给予可为动物提供一个减轻的肺部炎症反应内环境，在一定程度上减轻VILI继发的以中性粒细胞为主的炎症损伤。
本研究结果表明， MSCs静脉内给予可显著减轻大潮气量机械通气所致的大鼠肺损伤，对VILI具有很好的保护作用，有望成为VILI损伤保护领域中的新型药物，但是MSCs 保护VILI的确切分子机制有待进一步研究。
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