SDF-1和VEGF對BMSCs向血管內(nèi)皮細胞分化影響的研究.pdf

1、冠心病(coronary heart disease,CHD),既冠狀動脈性心臟病,是全球死亡率最高的疾病之一,是由于人體脂質(zhì)代謝不正常,引起的動脈粥樣硬化病變,從而引發(fā)心絞痛、心肌梗死,甚至猝死。血管內(nèi)皮細胞(vascular endothelial cell,VEC)作為心臟和血管內(nèi)表面的單層扁平上皮,由心臟沿著整個循環(huán)系統(tǒng)分布至最小的微血管,是脈管系統(tǒng)的第一道保護屏障。隨著科學技術的發(fā)展,冠心病的治療從藥物治療,外科治療,介入治療

2、一步步發(fā)展到了組織工程治療,特別是近五年來干細胞治療領域不斷取得突破。骨髓間充質(zhì)干細胞(bone marrow mesenchymalstem cell,BMSCs),作為一種具有多向分化潛能、低免疫原性的種子細胞,成為了血管組織工程和心血管疾病治療的經(jīng)典研究工具。
　　有關骨髓間充質(zhì)干細胞修復受損組織的機制尚未明確,有研究表明,移植后的骨髓間充質(zhì)干細胞可以直接達到改善心功能的目的,主要由于:(1)BMSCs直接到達損傷部位分化為

3、所需修復補充的組織細胞,如心肌細胞、平滑肌細胞和血管內(nèi)皮細胞;(2)BMSCs自身分泌多種細胞因子和生長因子,通過旁分泌效應促進局部血管修復再生。另有研究表明,直接移植骨髓間充質(zhì)干細胞進入體內(nèi)也具有一定風險,造成負面結果的原因可能有三方面:(1)骨髓間充質(zhì)干細胞本身具有向骨、軟骨、神經(jīng)、上皮細胞等多向分化潛能;(2)骨髓間充質(zhì)干細胞具有自分泌功能,在不同條件下能夠分泌大量VEGF、IGF-1、EGF、SDF-1等,這些細胞因子參與不同的

4、生物效應;(3)不同的機體中骨髓間充質(zhì)干細胞所處的微環(huán)境是不同的,影響微環(huán)境的主要因素是血清內(nèi)細胞因子的成分和濃度存在差異。綜上所述,安全有效地移植骨髓間充質(zhì)干細胞,使其對心血管損傷部位組織充分發(fā)揮修復作用,成為了亟待解決的課題。
　　國內(nèi)外研究報道,冠心病患者血清中的血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)以及基質(zhì)細胞衍生因子-1(stromal cell-derived

5、 factor-1,SDF-1)含量水平均明顯增加。VEGF與血管生成、血管形成密切相關,在骨髓間充質(zhì)干細胞介導的受損心臟修復中,VEGF是重要的旁分泌細胞因子。并且SDF-1是CXC家族的趨化因子,SDF-1除了與CXCR4發(fā)揮其經(jīng)典的趨化作用以外,還具有促進其他細胞因子分泌的功能,SDF-1還可與CXCR7結合對血管生成起到促進作用。由此我們在本實驗中采用了不同濃度SDF-1和VEGF對骨髓間充質(zhì)干細胞進行處理,觀察其促進骨髓間充質(zhì)

6、干細胞向血管內(nèi)皮細胞分化的效果,進一步的探究了SDF-1對骨髓間充質(zhì)干細胞分泌VEGF的促進作用。本研究旨在觀察由不同濃度的SDF-1和VEGF處理骨髓間充質(zhì)干細胞后的作用效果,為骨髓間充質(zhì)干細胞移植修復受損血管治療冠心病提供新的思路和方法條件。
　　本課題在我室已熟練培養(yǎng)骨髓間充質(zhì)干細胞的基礎上,采用進口原代骨髓間充質(zhì)干細胞進行培養(yǎng),使用不同濃度SDF-1和VEGF對骨髓間充質(zhì)干細胞進行處理,促進其向血管內(nèi)皮細胞分化,利用免疫細

7、胞化學檢測骨髓間充質(zhì)干細胞分化為血管內(nèi)皮細胞標志物陽性率;實時熒光定量PCR測定分析骨髓間充質(zhì)干細胞分化為內(nèi)皮細胞標志物基因相對表達量。利用實時熒光定量PCR及western blot檢測不同濃度SDF-1促進骨髓間充質(zhì)干細胞分泌表達VEGF的相對表達量。
　　該研究主要獲得以下結果:
　　1.采用不同濃度VEGF對骨髓間充質(zhì)干細胞進行處理,通過免疫細胞化學法和實時熒光定量PCR的檢測結果共同表明:不同濃度的VEGF均對骨髓

8、間充質(zhì)干細胞向血管內(nèi)皮細胞分化起促進作用。25ng/mL達到促骨髓間充質(zhì)干細胞向內(nèi)皮細胞分化作用的飽和濃度,是VEGF促進BMSCs向血管內(nèi)皮細胞分化的最適濃度。
　　2.采用不同濃度SDF-1和VEGF對骨髓間充質(zhì)干細胞進行處理,通過免疫細胞化學法和實時熒光定量PCR的檢測結果共同表明:SDF-1對于促進骨髓間充質(zhì)干細胞向血管內(nèi)皮細胞分化有一定影響,25ng/mLSDF-1達到促骨髓間充質(zhì)干細胞向血管內(nèi)皮細胞分化作用的峰值。25

9、ng/mLVEGF聯(lián)合25ng/mLSDF-1能更好的促進骨髓間充質(zhì)干細胞向血管內(nèi)皮細胞分化。
　　3.采用不同濃度SDF-1對骨髓間充質(zhì)干細胞進行處理,實時熒光定量PCR和Western-blot檢測VEGF表達量的結果共同表明:SDF-1能夠促進骨髓間充質(zhì)干細胞分泌VEGF,骨髓間充質(zhì)干細胞在25ng/mLSDF-1作用下VEGF的分泌量達到峰值。
　　綜上所述,適量的SDF-1和VEGF可以促進骨髓間充質(zhì)干細胞向血管內(nèi)