本文關(guān)鍵詞：旁分泌機(jī)制在脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞移植治療心肌梗死中的作用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《第三軍醫(yī)大學(xué)》 2013年

旁分泌機(jī)制在脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞移植治療心肌梗死中的作用

楊德忠  

【摘要】：心血管疾病是目前人類死亡的主要原因之一，目前我國(guó)人群心血管病的患病率處于持續(xù)上升階段[1]。心肌僅有有限的自我再生能力[2]，目前的藥物或介入等臨床治療方法只能延緩心力衰竭的發(fā)展[3]。干細(xì)胞移植已成為治療心肌梗死的新策略[4]。近年來(lái)的研究證明干細(xì)胞治療可以顯著改善心室重構(gòu)和提高心功能（包括左室收縮功能、舒張功能和冠脈血流儲(chǔ)備等）[5,6]。干細(xì)胞對(duì)心肌梗死(myocardial infarction,MI)的治療作用主要包括兩個(gè)機(jī)制，即直接分化和旁分泌作用。一些研究提示間充質(zhì)干細(xì)胞可以在體外誘導(dǎo)環(huán)境下和在體移植后分化為心肌細(xì)胞和血管細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)一定程度上的心肌再生。但另一些研究認(rèn)為間充質(zhì)干細(xì)胞不能分化為心肌細(xì)胞和血管細(xì)胞，其治療功能完全是旁分泌作用[7,8]——通過釋放旁分泌因子到周圍組織，發(fā)揮保護(hù)作用。但是，直接分化和旁分泌作用在干細(xì)胞對(duì)心肌梗死治療中的具體機(jī)制及其各自所貢獻(xiàn)比重尚不清楚[9,10]。 脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞(Adipose-derived Mesenchymal Stem Cells, ADSC)因易大量獲取、較強(qiáng)增殖能力和多向分化潛能，加之免疫原性低的優(yōu)勢(shì)，被認(rèn)為是治療心臟病的理想干細(xì)胞來(lái)源；且新鮮分離的人ADSC的數(shù)量足以達(dá)到臨床治療的細(xì)胞數(shù)量，故不需在體外擴(kuò)增即可用于自體移植，，臨床意義重大[11]。ADSC對(duì)心肌梗死的治療作用明顯優(yōu)于骨髓來(lái)源的干細(xì)胞[8]。直接分化和旁分泌作用在ADSC治療心肌梗死中的作用機(jī)制未見報(bào)道。最近的研究發(fā)現(xiàn)ADSC條件培養(yǎng)液(conditioned medium, CM)促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的存活和遷移而影響血管新生[14]。但這些研究均局限于細(xì)胞實(shí)驗(yàn)，ADSC-CM與ADSC是否對(duì)心肌梗死具有同等的治療作用尚不清楚。ADSC-CM能否在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中保護(hù)心肌組織和促進(jìn)血管新生亦未見報(bào)道。本研究比較了ADSC-CM與ADSC對(duì)小鼠心肌梗死的治療效果，評(píng)估了旁分泌機(jī)制在ADSC治療中的作用，探討了ADSC的旁分泌抗心肌細(xì)胞凋亡作用及其機(jī)制，并比較了移植后ADSC的直接分化和旁分泌作用在心肌梗死治療作用中的貢獻(xiàn)比重。方法： 原代分離和培養(yǎng)人ADSC，將經(jīng)鑒定的第3～5代的ADSC用于實(shí)驗(yàn)。 1.用8～10周齡（20～24g）的雄性C57B/L小鼠，結(jié)扎冠狀動(dòng)脈左前降支建立心肌梗死（myocardial infarction，MI）損傷模型，實(shí)驗(yàn)分假手術(shù)組，MI+DMEM組、MI+ADSC-CM組和MI+ADSC組（N=12）。在MI處理的小鼠心肌梗死邊緣區(qū)分別注射DMEM、ADSC-CM或者ADSC，通過觀察動(dòng)物生存率、TTC染色測(cè)量心肌梗死面積、超聲評(píng)價(jià)心功能變化、TUNEL染色檢測(cè)心肌細(xì)胞凋亡等，評(píng)價(jià)各種處理對(duì)心肌梗死的治療效果。 2.用H2O2建立大鼠乳鼠心肌細(xì)胞（neonatal rat ventricular myocytes，NRVM）體外損傷模型，觀察ADSC-CM對(duì)心肌細(xì)胞的保護(hù)作用。實(shí)驗(yàn)分DMEM組，H2O2+DMEM組和H2O2+ADSC-CM組（N=5）。用caspase-3蛋白表達(dá)定量和TUNEL染色檢測(cè)心肌細(xì)胞凋亡。結(jié)果： 1. DMEM組存活率為66.7%，ADSC-CM組存活率為70.0%，ADSC組存活率為72.7%。三個(gè)組生存率無(wú)組間統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P0.05)，提示ADSC-CM或者ADSC心肌內(nèi)注射不能提高M(jìn)I小鼠的存活率。 2.與DMEM組相比，ADSC和ADSC-CM心肌內(nèi)注射均能減少梗死面積，但ADSC組和ADSC-CM組間無(wú)明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(DMEM:41.9±3.0%; ADSC:32.2±2.8%; ADSC-CM:35.7±2.5%)。 3.術(shù)后4周超聲結(jié)果顯示，假手術(shù)組小鼠心功能前后無(wú)明顯變化，DMEM組小鼠心梗后(EF:43.8±3.7%, FS:19.0±3.8%)較假手術(shù)組(EF:90.8±5.4%, FS:45.6±6.8%)明顯降低。心肌內(nèi)注射ADSC-CM(EF:60.4±5.8%,FS:27.6±3.5%)較DMEM明顯提高心功能。ADSC組(EF:69.2±4.3%; FS:34.3±2.5%)較ADSC-CM組進(jìn)一步提高心功能。 4. MI手術(shù)后4周的梗死邊緣區(qū)的血管新生。ADSC組和ADSC-CM組的毛細(xì)血管密度明顯高于DMEM組。但ADSC組和ADSC-CM組間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。 5.在心肌細(xì)胞損傷模型中，H2O2誘導(dǎo)組caspase-3蛋白表達(dá)較DMEM組明顯升高，ADSC-CM預(yù)處理可明顯降低caspase-3的表達(dá)。同時(shí)TUNEL染色亦顯示：ADSC-CM預(yù)處理可明顯減少NRVM的TUNEL陽(yáng)性率。 6. TUNEL染色檢測(cè)MI后2天梗死邊緣區(qū)的心肌細(xì)胞凋亡。ADSC-CM組和ADSC組的心肌細(xì)胞TUNEL陽(yáng)性率較DMEM組明顯減少，而ADSC-CM組和ADSC組間相比無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。 7. MI后4周，可以檢測(cè)到移植存活的ADSC。ADSC不表達(dá)心肌細(xì)胞標(biāo)志物Tropomyosin和a-actinin；部分ADSC可表達(dá)內(nèi)皮細(xì)胞標(biāo)志物vWF和平滑肌細(xì)胞標(biāo)志物SMA。 8. MI后4周，ADSC-CM或ADSC均促進(jìn)梗死邊緣血管新生。ADSC組血管新生密度較DMEM組增加64.3%。CD31+和GFP+雙陽(yáng)性的細(xì)胞（ADSC直接分化的血管細(xì)胞）占新生血管總量的3.4±0.7%。直接分化在ADSC對(duì)心肌梗死治療作用的貢獻(xiàn)很小（小于10%），而旁分泌機(jī)制起主導(dǎo)作用（大于90%）。結(jié)論： ADSC-CM心肌內(nèi)注射可減小心梗面積和改善心功能，起到與ADSC移植類似的治療效果。ADSC在心肌內(nèi)可分化為血管細(xì)胞參與血管新生，但直接分化對(duì)ADSC的治療效果的貢獻(xiàn)很小，旁分泌機(jī)制起主導(dǎo)作用。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：第三軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：R542.22
【目錄】：

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