内皮コロニー形成細胞はラットの心肺バイパスによって誘発された肺損傷を減少させた

Endothelial colony-forming cells reduced the lung injury induced by cardiopulmonary bypass in rats.

• Haibin Sun
• Xiaoqing Zhao
• Qihang Tai
• Guangxiao Xu
• Yingnan Ju
• Wei Gao

抄録

背景:

心肺バイパス（CPB）は、炎症と内皮損傷を介して重度の肺損傷を引き起こす。本研究の目的は、CPBを受けたラットの肺損傷に対する内皮コロニー形成細胞（ECFCs）の効果を評価することである。

BACKGROUND: Cardiopulmonary bypass (CPB) results in severe lung injury via inflammation and endothelial injury. The aim of this study was to evaluate the effect of endothelial colony-forming cells (ECFCs) on lung injury in rats subjected to CPB.

方法:

32匹のラットをシャム群、CPB群、CPB/ECFC群、CPB/ECFC/L-NIO群に無作為に割り付けた。シャム群のラットは麻酔を受け、他の群のラットはCPBを受けた。また、ラットにはＰＢＳ、ＥＣＦＣ、Ｌ-ＮＩＯで処理したＥＣＦＣを投与した。CPBの24h後、PaO/FiO比を含む肺毛細血管透過性、気管支肺胞ラバージ液(BALF)中のタンパク質量、肺組織の湿潤/乾燥重量を評価した。BALFと末梢血中の細胞数とサイトカインを検査した。内皮傷害、肺組織傷害およびアポトーシスを評価した。酸化ストレス応答およびアポトーシス関連タンパク質を分析した。

METHODS: Thirty-two rats were randomized into the sham, CPB, CPB/ECFC and CPB/ECFC/L-NIO groups. The rats in the sham group received anaesthesia, and the rats in the other groups received CPB. The rats also received PBS, ECFCs and L-NIO-pre-treated ECFCs. After 24 h of CPB, pulmonary capillary permeability, including the PaO/FiO ratio, protein levels in bronchoalveolar lavage fluid (BALF) and lung tissue wet/dry weight were evaluated. The cell numbers and cytokines in BALF and peripheral blood were tested. Endothelial injury, lung histological injury and apoptosis were assessed. The oxidative stress response and apoptosis-related proteins were analysed.

結果:

CPB後、すべてのデータがS群と比較して悪化した（sham vs CPB vs CPB/ECFC vs CPB/ECFC/L-NIO：組織学的スコア1.62±0.51 vs 5.37±0.91 vs 3.37±0.89 vs 4.37±0.74; PaO/FiO389/L-NIO：組織学的スコア1.62±0.51 vs 5.37±0.91 vs 3.37±0.89 vs 4.37±0.74; PaO/FiO389/L-NIO：組織学的スコア1.62±0.51 vs 5.37±0.91 vs 3.37±0.89 vs 4.37±0.74；PaO/FiO 389±12 vs 233±36 vs 338±28 vs 287±30；湿潤乾燥重量 3.11±0.32 vs 6.71±0.73 vs 4．66±0.55 vs. 5.52±0.57；BALFのタンパク質量：134±22 vs. 442±99 vs. 225±41 vs. 337±53、すべてP＜0.05）。)CPB治療と比較して、ECFCは肺毛細血管透過性とPaO/FiOを有意に改善した。同様に、ECFCはBALFと末梢血の炎症性細胞数とプロ炎症性因子を減少させ、肺組織の酸化ストレス応答も減少させた。ECFCは肺の組織学的傷害スコアとアポトーシスを減少させ、肺組織のアポトーシス関連タンパク質を調節した。CPB/ECFC群と比較して、すべての指標はL-NIOによって部分的に逆転した。

RESULTS: After CPB, all the data deteriorated compared with those obtained in the S group (sham vs CPB vs CPB/ECFC vs CPB/ECFC/L-NIO: histological score 1.62 ± 0.51 vs 5.37 ± 0.91 vs 3.37 ± 0.89 vs 4.37 ± 0.74; PaO/FiO 389 ± 12 vs 233 ± 36 vs 338 ± 28 vs 287 ± 30; wet/dry weight 3.11 ± 0.32 vs 6.71 ± 0.73 vs 4.66 ± 0.55 vs 5.52 ± 0.57; protein levels in BALF: 134 ± 22 vs 442 ± 99 vs 225 ± 41 vs 337 ± 53, all P < 0.05). Compared to the CPB treatment, ECFCs significantly improved pulmonary capillary permeability and PaO/FiO. Similarly, ECFCs also decreased the inflammatory cell number and pro-inflammatory factors in BALF and peripheral blood, as well as the oxidative stress response in the lung tissue. ECFCs reduced the lung histological injury score and apoptosis and regulated apoptosis-related proteins in the lung tissue. Compared with the CPB/ECFC group, all the indicators were partly reversed by the L-NIO.

結論:

ECFCはCPB後の炎症によって誘発される肺損傷を有意に減少させた。

CONCLUSIONS: ECFCs significantly reduced lung injury induced by inflammation after CPB.