骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞靶向遷移治療心肌梗死.pdf

1、第1部分：為了開發(fā)出一種具有臨床應(yīng)用潛力的、非侵入性的、可用于治療心肌梗死（MI）的干細(xì)胞療法，本研究將骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（MSCs）經(jīng)CXCR4基因修飾后再通過靜脈注射入心肌梗死大鼠體內(nèi)。心肌梗死后，基質(zhì)細(xì)胞衍生因子（SDF-1）在梗死區(qū)的表達(dá)迅速上調(diào)，通過與干細(xì)胞表面的CXCR4受體相互作用，能夠誘導(dǎo)干細(xì)胞向心臟遷移，修復(fù)壞死心肌。研究發(fā)現(xiàn)，體外擴(kuò)增的MSCs表面CXCR4表達(dá)水平很低，因而可能限制其向心肌梗死區(qū)的遷移。在本研究中，我

2、們將CXCR4基因通過逆轉(zhuǎn)錄病毒轉(zhuǎn)入MSCs內(nèi)，使MSCs表達(dá)高水平的CXCR4，然后在大鼠心肌缺血再灌注24h后把這種經(jīng)CXCR4基因修飾的MSCs（CXCR4-MSCs）通過尾靜脈注入大鼠體內(nèi)。我們發(fā)現(xiàn)CXCR4基因修飾顯著增強(qiáng)了MSCs向心肌梗死區(qū)的遷移能力。心肌梗死30d后，超聲心動圖檢測發(fā)現(xiàn)saline對照組和MSCs組均出現(xiàn)了明顯的心室重構(gòu)，而CXCR4-MSCs注射抑制了這一趨勢。組織學(xué)分析結(jié)果顯示CXCR4-MSCs組梗

3、死區(qū)Ⅰ/Ⅲ型膠原比值下降，說明這一療法改善了癜痕組織的順應(yīng)性。另外，CXCR4-MSCs移植促進(jìn)了心臟功能的恢復(fù)，而saline組和MSCs組的心臟功能較差。我們的結(jié)果證明，靜脈注射CXCR4-MSCs可應(yīng)用于心肌梗死的治療，是一種非侵入性的、安全的、有效的治療方法。
　　 第2部分：多個研究已經(jīng)證明，靜脈注射MSCs是一種非侵入性的干細(xì)胞療法，能促進(jìn)壞死心肌的修復(fù)。但是，MSCs的靶向性不強(qiáng)，僅有少量能夠遷移到梗死心肌，因而影

4、響了其治療效果。本部分實驗的目的是研究粒細(xì)胞集落刺激因子（G-CSF）能否促進(jìn)靜脈注射的MSCs向心臟的遷移。流式細(xì)胞術(shù)分析發(fā)現(xiàn)G-CSF能夠增加MSCs表面CXCR4的表達(dá)水平。心肌梗死后，大鼠隨機(jī)分組給予：①saline（n=9）；②MSCs（n=15）；③MSCs+G-CSF（50μg/㎏/d，共5d，n=13）。G-CSF注射5d后，MSCs在骨髓的分布顯著減少，而在心肌梗死區(qū)的分布增加。3月后，MSCs組和MSCs+G-CSF

5、組梗死區(qū)的血管密度有所增加。但是，所有超聲心動圖和血流動力學(xué)指標(biāo)，包括左心室舒張末內(nèi)徑、射血分?jǐn)?shù)、以及+dP/dtmax，均無顯著改善。形態(tài)學(xué)分析顯示各組動物的梗死范圍和膠原含量也無顯著區(qū)別。免疫組化染色發(fā)現(xiàn)G-CSF促進(jìn)了MSCs在血管腔內(nèi)表面的黏附與向內(nèi)皮細(xì)胞的分化。但是，MSCs并未能分化成心肌細(xì)胞。總之，本部分實驗證明G-CSF能夠促進(jìn)靜脈注射的MSCs從骨髓向梗死心臟的遷移，但是這種遷移對心肌梗死的治療效果并不明顯。
　

6、　 第3部分：目前，學(xué)者們對G-CSF在心肌梗死后的心室重構(gòu)中所發(fā)揮的作用尚存在爭議?；|(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）及其組織抑制劑（TIMPs）決定著心室重構(gòu)的進(jìn)程。因此，本部分實驗的目的是研究G-CSF對心肌梗死后心肌MMP/TIMP表達(dá)水平與心室重構(gòu)的影響。實驗動物分3組：①sham（11=10）；②saline（n=10）；③G-CSF（50μg/㎏/d，共5d，n=16）。G-CSF注射顯著增加了外周血循環(huán)中白細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和單

7、核細(xì)胞的數(shù)量。Western blotting結(jié)果顯示G-CSF降低了心肌梗死后心肌MMP/TIMP比值。另外，我們還發(fā)現(xiàn)G-CSF并未增加梗死區(qū)c-kit+細(xì)胞和白細(xì)胞的浸潤，也未影響梗死區(qū) TGFβ的表達(dá)。心肌梗死3月后，G-CSF組動物的生存率顯著低于saline組。超聲心動圖與血流動力學(xué)檢測發(fā)現(xiàn)G-CSF治療導(dǎo)致左心室擴(kuò)張與心功能不全。組織學(xué)分析結(jié)果顯示G-CSF組大鼠的心肌纖維化面積與梗死范圍均顯著大于saline組?？傊?，本