干細(xì)胞調(diào)節(jié)心肌細(xì)胞代謝的分子顯像研究.pdf

1、骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(bone marrow mesenchymal stem cells, BM-MSCs)是急性心肌梗死(acute myocardial infarction, AMI)干細(xì)胞移植治療的理想供體之一,然而MSCs移植治療缺血性心臟病的機(jī)制尚未完全闡明。我們提出假設(shè),MSCs移植后心功能改善的原因不僅有MSCs的定向分化作用及血管生成作用,可能會(huì)有細(xì)胞能量底物代謝的增加,提高心肌細(xì)胞的能量來(lái)源,進(jìn)而提高心肌收縮力。為此,

2、本研究將細(xì)胞生物學(xué)與正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描-計(jì)算機(jī)斷層掃描(PET-CT)單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描(SPECT)等分子影像檢測(cè)手段相結(jié)合,并通過(guò)MRI檢測(cè),重點(diǎn)觀察在體動(dòng)物MSCs移植治療AMI后心肌葡萄糖代謝、心肌血流灌注及心功能的改變,進(jìn)而評(píng)價(jià)MSCs治療缺血性心臟病的療效及其機(jī)制。
　　 方法：24只中華小型豬(25±5kg)根據(jù)干預(yù)情況隨機(jī)分為2組,干細(xì)胞移植組(MSCs組,n=12)及對(duì)照組(Control組,n=1

3、2)。通過(guò)開(kāi)胸結(jié)扎左冠狀動(dòng)脈前降支30分鐘建立AMI模型,體征平穩(wěn)后于梗死周邊心肌內(nèi)注射自體骨髓MSCs(2×107,2ml),對(duì)照組以相同方法注射無(wú)血清的IMDM培養(yǎng)基。在1周及4周時(shí)行PET-CT及SPECT檢測(cè)心肌葡萄糖代謝及心肌血流灌注情況,MRI檢測(cè)心功能。術(shù)后4周為實(shí)驗(yàn)觀察終點(diǎn),組織取材后行HE染色和Masson's Trichrome染色觀察梗死面積、炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)及心肌纖維化情況。
　　 結(jié)果：PET-CT評(píng)價(jià)心肌

4、葡萄糖代謝,基線(1周)時(shí)MSCs組的最低FDG平均信號(hào)強(qiáng)度(MSI)低于Control組(22.10±3.18vs.35.70±3.02,P0.05),總MSI亦低于Control組(1013.50±29.37vs.1084.00±21.15,P0.05),其余各指標(biāo)兩組均無(wú)顯著差異(P0.05)。4周時(shí),MSCs組左室心肌18F-FDG最低MSI較1周時(shí)有明顯提高(34.00±4.25vs.22.10±3.18,P0.01),總MS

5、I較1周時(shí)亦明顯提高(1075.50±28.30vs.1013.50±29.37,P0.01),而SRS(20.20±2.24vs.23.80±1.58,P0.05)及SRS％(29.80±3.31vs.35.10±2.34,P0.05)較1周時(shí)均有減低；左心室梗死區(qū)(MSI低于70%的范圍內(nèi))節(jié)段的總MSI及各節(jié)段平均MSI較1周時(shí)有顯著增加(384.60±37.13vs.323.60±18.99,P0.01；56.25±3.54vs

6、.48.14±2.71,P0.01);MSCs組左心室代謝缺損面積(Defect, cm2)、缺損范圍(Extent,%)及總灌注缺損范圍(TPD,%)在4周時(shí)雖較1周時(shí)有所減低,但無(wú)顯著性差異(27.20±4.06vs.28.90±2.48；37.70±3.79vs.42.40±2.46；31.70±3.52vs.36.00±2.57；P值均0.05)。在Control組中,以上參數(shù)4周時(shí)均較1周時(shí)有改善,但均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P0.05

7、)。MSCs組最低MSI及左心室總MSI在4周與1周時(shí)的增加量與Control組相比有顯著差異(11.90±2.93vs.1.70±2.00,P0.05；85.80±19.50vs.1.10±17.09,P0.01)。MSCs組及Control組分別有6例及5例動(dòng)物接受SPECT心肌血流灌注檢查,1周時(shí)MSCs組與Control組相比,各項(xiàng)參數(shù)無(wú)顯著差異(P0.05)；分別在1周及4周時(shí)對(duì)兩組進(jìn)行自身配對(duì)檢驗(yàn),各項(xiàng)心肌血流灌注指標(biāo)及灌注

8、缺損面積均無(wú)顯著改變(P值均0.05)。MRI評(píng)價(jià)心功能,1周時(shí)兩組心功能參數(shù)無(wú)顯著差異(P0.05)；MSCs組在4周時(shí),左室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)較1周時(shí)有顯著增加(54.41±2.62vs.47.54±2.43,P0.01),左室收縮末期容積(ESV)有顯著減低(22.85±1.91vs.27.07±1.67,P0.01),左心室每搏輸出量(SV)及心輸出量(CO)均較1周時(shí)均有顯著增加(29.35±1.84vs.26.52±1.4