骨髓间充质干细胞在急性心肌梗死后心室重构中的应用☆

背景：动物实验和初期的临床研究表明,干细胞移植可以取代坏死心肌细胞、增加有功能心肌细胞的数量,改善心功能,从而为心肌梗死的治疗开辟了一条崭新的途径。 目的：观察心肌梗死后自体骨髓间充质干细胞移植及骨髓动员对心功能的影响。 方法：经猪髂前上棘抽取骨髓30 mL,培养得到骨髓间充质干细胞。15只猪分为3组,模型组仅建立心肌梗死模型,干细胞移植组在造模3 h后经冠状动脉注射骨髓间充质干细胞,干细胞动员组在造模3 h后连续5 d注射粒细胞集落刺激因子    150 μg/(kg•d)。 结果与结论：心肌梗死后8周,干细胞动员组、干细胞移植组左心室收缩、舒张末期内径都明显减小,射血分数较心肌梗死前提高,但差异无显著性意义(P > 0.05);干细胞动员组及干细胞移植组血清血管内皮生长因子水平较心肌梗死前有上升趋势(P < 0.05);干细胞动员组和干细胞移植组梗死交界区的毛细血管密度均大于模型组(P < 0.05)。提示心肌梗死后行自体骨髓间充质干细胞移植及骨髓动员均能明显改善心功能,但具体效果仍需进一步大样本实验研究。 关键词：缺血性心脏病;心力衰竭;骨髓间充质干细胞;血管再生;粒细胞集落刺激因子 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.10.009     

自体骨髓动员对急性缺血心肌血管再生的影响

背景:动物实验表明,应用干细胞移植有可能取代受损心肌细胞并建立新的血管来改善血液供应。目的:观察应用集落刺激因子骨髓动员急性心肌梗死模型猪心功能及新生血管的作用。方法:健康太湖梅山猪10头,建立猪心肌梗死模型后,随机分为2组。对照组4周后经冠状动脉注射DMEM;实验组心肌梗死后3h并连续5d注射粒细胞集落刺激因子。心肌梗死后第8周行超声心动检测心功能,检测不同时间点血清血管内皮生长因子和转化生长因子?值,梗死区标本苏木精-伊红染色观察病理变化及Ⅷ因子免疫组织化学染色检测毛细血管密度。结果与结论:骨髓动员后实验组血清血管内皮生长因子,转化生长因子?水平上升明显,标本Ⅷ因子免疫组织化学染色法血管密度有明显上升。结果提示集落刺激因子诱导的自体骨髓干细胞动员对急性缺血心肌血管再生有很明显的促进作用。     

内源性增加单个核细胞自体移植提升血管闭塞性脉管炎调节性T细胞比例

背景：自体外周造血干细胞具有多向分化潜能的特点,可促进缺血肢体新生血管形成,改善和恢复患肢的血液供应。 目的：观察自体外周血单个核细胞自体移植对血管闭塞性脉管炎大鼠的治疗作用。 方法：将24只大鼠随机分为对照组、模型组和粒细胞集落刺激因子组。在模型组和粒细胞集落刺激因子组大鼠中股动脉注射月桂酸钠建立血管闭塞性脉管炎大鼠模型。粒细胞集落刺激因子组大鼠连续5 d以重组人粒细胞集落刺激因子动员外周血单个核细胞,第7天接受外周血单个核细胞移植,对照组和模型组大鼠仅给予生理盐水。 结果与结论：与造模前相比,模型组和粒细胞集落刺激因子组大鼠造模后足背部体温及CD4+CD25+调节性T细胞比例显著降低,下肢溃疡面积明显增加;粒细胞集落刺激因子组大鼠动员后第6天白细胞数量及CD34+细胞占单个核细胞的百分比增加,外周血单个核细胞移植之后1个月时足背部体温与建模前接近,CD4+CD25+调节性T细胞比例显著上升。提示外周血单个核细胞内源性增加后进行自体移植,可提升血管闭塞性脉管炎大鼠调节性T细胞比例,有助于迅速缓解症状、促进溃疡愈合。中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程      

尾静脉注射骨髓基质细胞和腹腔注射粒细胞集落刺激因子治疗大鼠脑梗死

背景：骨髓间充质干细胞具有成神经分化特性,有很多试验也证实粒细胞集落刺激因子可以用于改善脑梗死后的神经功能。 目的：比较静脉移植骨髓间充质干细胞和腹腔注射粒细胞集落刺激因子动员干细胞来治疗大脑中动脉闭塞模型大鼠疗效。 方法：实验以改良的Zea-longa线栓法阻断大脑中动脉建立SD大鼠脑梗死模型,造模24 h后分别通过尾静脉注射骨髓间充质干细胞或腹腔注射粒细胞集落刺激因子。 结果与结论：两种治疗方法均可改善脑梗死模型大鼠的运动和认知功能,且粒细胞集落刺激因子对脑梗死模型大鼠的运动和认知功能的改善比尾静脉注射骨髓间充质干细胞明显,移植后第7,14天,粒细胞集落刺激因子组梗死面积小于骨髓间充质干细胞组(P < 0.05),粒细胞集落刺激因子组BrdU阳性细胞数多于骨髓间充质干细胞组(P < 0.05)。提示粒细胞集落刺激因子动员骨髓干细胞治疗脑梗死的疗效可能优于骨髓间充质干细胞静脉注射的移植方法。     

干细胞移植治疗心脏病可引起并发症

据Kang H JLancet20043639411751-756报道心肌梗死患者冠状动脉支架后给予粒细胞集落刺激因子(G-CSF)动员的外周血干细胞(PBSCs),可改善心功能,但血管再狭窄率升高。 骨髓干细胞移植可以提高心肌梗死患者的心功能,K ang H J及其同事验证了这个方法的可行性并评价在这些患者的冠     

干细胞生长因子和粒细胞集落刺激因子与心肌梗死大鼠体内骨髓间充质干细胞的迁移

背景：外周静脉移植间充质干细胞只有1%~5%的移植细胞能归巢到心肌梗死区域。 目的：观察干细胞生长因子、粒细胞集落刺激因子对骨髓间充质干细胞归巢的影响。 方法：采用贴壁培养法分离培养SD大鼠骨髓间充质干细胞,取传至3~5代细胞。建立SD大鼠急性心肌梗死模型,干细胞生长因子组、粒细胞集落刺激因子组、干细胞生长因子+粒细胞集落刺激因子组在骨髓间充质干细胞移植前3 d和移植后3 d单独或混合皮下注射干细胞生长因子、粒细胞集落刺激因子,骨髓间充质干细胞组不注射细胞因子。 结果与结论：荧光显微镜下观察,骨髓间充质干细胞迁移至心肌梗死组织,骨髓间充质干细胞组、干细胞生长因子组、粒细胞集落刺激因子组迁移至心肌梗死区的骨髓间充质干细胞数量没有明显的区别(P > 0.05),干细胞生长因子+粒细胞集落刺激因子组的骨髓间充质干细胞数量明显高于其他3组(P < 0.05)。免疫荧光组织化学显示,植入的部分骨髓间充质干细胞表达心肌特异蛋白cTnI。结果说明干细胞生长因子和粒细胞集落刺激因子两种细胞因子联合应用可以促进骨髓间充质干细胞归巢至心肌梗死区域,在体内微环境的诱导下,骨髓间充质干细胞能够转化为心肌样细胞。     

联合应用粒细胞集落刺激因子和骨髓基质干细胞治疗急性心肌缺血的实验研究

目的： 探讨粒细胞集落刺激因子和自体骨髓基质干细胞移植共同应用对心肌缺血的治疗作用。方法: 采用自体骨髓基质干细胞（MSCs）在体外培养扩增。在结扎冠状动脉造成急性心肌缺血后，把被5溴-2脱氧尿苷（BrdU）标记后的MSCs移植到自体的缺血心肌中，同时腹腔注射粒细胞集落刺激因子5 d。4周后通过激光共聚焦显微镜验证移植后的MSCs是否向心肌细胞分化，通过心脏彩超和多导生理记录仪测定缺血心肌在移植自体MSCs后是否能提高心功能。另外，用Masson 氏3色染色法从左室中断面切片量化心肌梗死范围。结果: 移植4周后，MSCs向肌细胞分化，表达出α-横纹肌肌动蛋白（α-sarcomeric actin）和存在于心肌闰盘中的connexin 43，粒细胞集落刺激因子和自体骨髓基质干细胞移植结合应用的治疗组，左心室收缩功能明显强于单独应用自体骨髓基质干细胞移植的治疗组，移植后心肌左室收缩功能明显强于对照组，并且心肌梗死范围最小。结论: MSCs移植后可以向心肌细胞分化，粒细胞集落刺激因子可以动员机体内自体MSCs到心肌缺血区域，两者共同应用对于缺血心肌有协同治疗作用。     

骨髓干细胞动员对大鼠缺血心肌的治疗作用

目的：了解干细胞动员剂动员的骨髓干细胞的心肌细胞分化潜能及对缺血心肌的影响。方法：用异丙肾上腺，素(ISO)制作大鼠心肌梗死模型，联用粒细胞集落刺激因子(C-CSV)和辛伐他汀动员大鼠自体骨髓干细胞释放和迁移至心肌梗死区，用ISO后24小时、4周杀死大鼠，取出心脏，通过免疫组化、HE染色和VG染色方法观察大鼠心梗灶的CD34^ 细胞的浸润及心肌血管再生、心肌纤维化的情况。结果：用ISO后24小时，动员组大鼠心梗区可见CD34^ 细胞浸润，并有CD34^ 的新生心肌细胞生长，4周时瘢痕组织少，心肌纤维化程度轻，缺血心肌基本结构得到保护。结论：急性心梗发生后，联用粒细胞集落刺激因子(G-CSF)和辛伐他汀能迅速动员自体骨髓干细胞向心梗区内迁移、存活和向心肌细胞、血管内皮细胞等分化；并能抑制缺血心肌纤维化和保护缺血心肌基本结构。     

有氧运动协同骨髓干细胞动员对心肌梗死后心电图和血流动力学指标的影响

背景：心电图和血流动力学是评价心功能康复的有效指标,目前已经证实有氧运动或骨髓干细胞动员单一因素干预均可对心肌梗死动物心电图和血流动力学产生良好影响,而二者联合干预对心电图和血流动力学指标的影响尚未见文献报道。 目的：探讨有氧运动联合骨髓干细胞动员对缺血心脏心电图和血流动力学部分指标的影响。 方法：结扎大鼠左冠状动脉前降支制作急性心肌梗死模型,心肌梗死运动组和心肌梗死运动动员剂组大鼠于造模后1周在电动跑台进行有氧运动训练,每周训练5 d,持续8周。心肌梗死动员剂组和心肌梗死运动动员剂组大鼠在造模后3 h皮下注射生理盐水稀释的重组人粒细胞集落刺激因子10 μg/(kg•d),连续使用5 d。8周后检测心电图和血流动力学部分指标评价心功能。 结果与结论：心肌梗死大鼠左心室收缩压、左室内压最大上升速率和左室内压最大下降速率值均明显降低,左室舒张末压升高,提示心梗后心脏已发生心功能不全;心肌梗死运动组和心肌梗死动员剂组大鼠左心室收缩压、左室内压最大上升速率和左室内压最大下降速率值均有一定程度的升高,左室舒张末压有所下降,提示有氧运动和骨髓干细胞动员均能改善心梗大鼠心肌收缩和舒张功能;心肌梗死运动动员剂组大鼠心功能的各项评价指标更接近于正常对照组大鼠,说明有氧运动协同骨髓干细胞动员显著增强了大鼠心肌收缩性能,使心肌收缩/舒张功能都得到显著改善。     

粒细胞集落刺激因子对骨髓极小胚胎样干细胞的动员和募集

背景：极小胚胎样干细胞(very small embryonic-like stem cells,VSEL-SCs)是一种非造血干细胞,具有类似胚胎干细胞的生物学特性。目前,心肌梗死后VSEL-SCs的研究较多,而急性脑梗死后VSEL-SCs的动员及其修复受损组织的研究在国内外报道尚少。 目的：观察小鼠急性脑梗死后粒细胞集落刺激因子对骨髓来源的VSEL-SCs动员、募集及其作用机制。 方法：线栓法制备小鼠大脑中动脉栓塞模型,腹腔内分别注射粒细胞集落刺激因子和生理盐水,观察术后神经功能评分,流式细胞分析计数动员到外周血中的VSEL-SCs数量;ELISA方法分析术后血浆及缺血侧脑组织中基质细胞衍生因子1水平的动态变化,免疫组化观察缺血边缘带的基质细胞衍生因子1阳性细胞表达。 结果与结论：与生理盐水组相比,术后108 h粒细胞集落刺激因子组造模后神经功能评分明显降低(P < 0.05);术后72,108 h粒细胞集落刺激因子组动员到外周血的VSEL-SCs含量高于生理盐水组(P  < 0.05);粒细胞集落刺激因子组血浆和脑组织中基质细胞衍生因子1水平高于生理盐水组(P < 0.05),血浆基质细胞衍生因子1水平与动员到外周血的VSEL-SCs数量成正相关;脑组织免疫组化中,粒细胞集落刺激因子组基质细胞衍生因子1阳性细胞多于生理盐水组。结果显示粒细胞集落刺激因子能使更多的VSEL-SCs从骨髓动员到外周血中,粒细胞集落刺激因子对缺血脑组织的保护作用,可能在于其能够使缺血边缘带的基质细胞衍生因子1表达增加,并通过CXCR4/SDF-1轴的趋化作用,使募集到梗死区域的CXCR4+细胞增多来实现的。     

心肌及冠状动脉内移植骨髓单个核细胞对猪缺血心肌侧支血管的生成

背景：目前有研究表明,心肌内直接注射骨髓单个核细胞可以使心肌梗死瘢痕区血管新生,改善缺血心肌血供。 目的：观察心肌内及冠状动脉内移植自体骨髓单个核细胞对猪急性心肌梗死后缺血心肌侧支血管生成的作用。 方法：22只小型猪制备急性心肌梗死模型后分为4组：心肌内移植组造模后即刻在缺血心肌内注射自体骨髓单个核细胞悬液;心肌内对照组同样方法即刻心肌内注射Hank’s平衡盐溶液;冠状动脉内移植组在造模后1周,左冠状动脉内注射自体骨髓单个核细胞悬液;冠状动脉对照组在造模后1周,同样方法左冠状动脉内注射Hank’s平衡盐溶液。 结果与结论：心肌内及冠状动脉内移植骨髓单个核细胞后1周,血清碱性成纤维细胞生长因子及血管内皮细胞生长因子水平差异无显著性意义,但明显高于各自对照组(P < 0.01);移植后4周,心肌内移植组与冠状动脉内移植组小血管密度差异无显著性意义,但明显高于各自对照组(P < 0.01);左室舒张末压差异无显著性意义,但明显低于各组对照组(P < 0.01)。提示心肌内及冠状动脉内移植骨髓单个核细胞均有助于促进猪缺血心肌血管新生及侧支循环形成。     

粒细胞集落刺激因子动员骨髓干细胞治疗大鼠急性心肌梗塞

目的:探讨G-CSF动员的骨髓来源干细胞对急性心肌梗塞动物模型的治疗作用与对缺血濒死心肌的保护作用。方法:用异丙肾上腺素(ISO)复制急性心肌梗塞大鼠动物模型,于3h后用G-CSF动员骨髓干细胞释放和迁移至心肌梗塞部位,并分别于24h、48h和2周后杀死大鼠,取出心脏,检测心肌的病理变化情况。结果:用ISO后24h对照组可见散在心肌梗塞灶,坏死区周围有多量以中性粒细胞为主的炎症细胞浸润,而治疗组大鼠心肌坏死程度较对照组轻,浸润的细胞以单个核细胞为主;48h后对照组心肌梗塞灶进一步扩大,呈散在片状分布,而治疗组心肌梗塞灶扩大不明显,呈散在灶性分布,并可见成堆或散在分布的淋巴细胞样细胞;2周后,治疗组未见明显心肌梗塞后疤痕组织,可见新生的心肌细胞生长。结论:G-CSF对缺血濒死心肌有保护作用,用G-CSF动员骨髓来源的干细胞进行"自我移植",可用于急性心肌梗塞的治疗。     

自体骨髓干细胞原位移植治疗急性心肌梗死的临床研究

目的:用粒细胞集落刺激因子(G-CSF)动员自体骨髓干细胞进入心肌梗死部位原位移植以修复梗死心肌组织,探讨其对急性心肌梗死患者心肌梗死面积及心功能的影响。方法:25例初次急性心肌梗死患者在入院后随机分为干细胞原位移植组(n=12)和对照组(n=13)。干细胞原位移植组于入院后在常规治疗基础上加用G-CSF动员自体骨髓干细胞进行心肌梗死原位移植;对照组按急性心肌梗死常规方法治疗。于入院第(1、28d)描记常规12导联心电图,采用Wagner的QRS波群记分法评价心功能,于入院(7、28d)行核素心肌灌注断层显像,测量心肌梗死面积。结果:G-CSF治疗4周,干细胞原位移植组QRS记分值明显降低,显著低于对照组(P＜0.05);心肌梗死面积由36.0%±8.3%下降至18.0%±5.8%,显著小于对照组(P＜0.05)。结论:用G-CSF动员自体骨髓干细胞来修复坏死心肌组织的"干细胞原位移植"疗法,能减小心肌梗死的范围,改善心功能。     

CD34+细胞的心肌细胞分化潜能研究

目的:了解粒细胞集落刺激因子(G-CSF)动员的CD34+细胞的心肌细胞分化潜能。方法:用异丙肾上腺素(ISO)复制急性心肌梗死大鼠动物模型,于3 h后用G-CSF动员骨髓造血干细胞进行心肌梗死动物模型的“自身干细胞移植”,用免疫组化和HE染色方法检测动物模型心梗区的CD34⁺细胞浸润以及心肌细胞再生情况。结果:用ISO后24 h,G-CSF处理组大鼠心梗区可见大量CD34⁺单个核细胞浸润,并有CD34⁺的新生心肌细胞生长,2周后疤痕组织不明显;而对照组心梗坏死区有大量以中性粒细胞为主的炎症细胞浸润,无CD34+细胞浸润及新生心肌细胞生长,2周后出现较大量的疤痕组织。结论:G-CSF动员CD34⁺细胞具有向心肌细胞分化的潜能,用G-CSF 动员造血干细胞的“干细胞自身移植”,可治疗急性心肌梗死。     

粒细胞集落刺激因子治疗兔急性心肌梗死的时间窗研究

 目的 探讨应用粒细胞集落刺激因子（G-CSF）动员骨髓干细胞对兔急性心肌梗死的治疗作用及较佳的治疗时间窗。 方法 33 只健康大耳兔开胸结扎左室后支中下段建立心肌梗死模型后，随机分为对照组（9 只）、早期动员组（12 只）、延迟动员组（12 只）。对照组于心肌梗死后第 3 小时皮下注射生理盐水；早期动员组和延迟动员组分别于心肌梗死后第 3 小时和第 7 天开始皮下注射 G-CSF，每天 1 次，每次 20 μg/kg，连续 5 d。模型制备前和制备成功后 7 、28 d 行超声心动图检查，测量左室舒张末期内径（Dd）、收缩末期内径（Ds）并计算左室短轴缩短率[（Dd－Ds）/Dd]，测量左室后壁厚度和左室射血分数；心肌梗死后 28 d 取心脏做心肌组织病理学检查和内皮细胞 Ⅷ 因子免疫组织化学染色，计算心肌梗死总面积占左室总面积百分比和心肌毛细血管内皮细胞 Ⅷ 因子染色阳性率。 结果 心肌梗死后 28 d，延迟动员组兔心脏结构与功能均有明显改善，左室短轴缩短率（0.30 ± 0.05）、左室后壁厚度（0.19 cm ± 0.02 cm）和左室射血分数(56.7% ± 3.4%)均大于对照组(分别为 0.20 ± 0.02、0.17 cm ± 0.02 cm、47.7% ± 3.5%，均 P < 0.05）；心肌梗死面积占左室总面积的（18 ± 3）%，低于对照组的（22 ± 2）%（P < 0.05）和早期动员组的（21 ± 2）%（P < 0.05）；梗死区心肌毛细血管内皮细胞Ⅷ因子染色阳性率（90.8%）明显高于对照组（25.2%，P < 0.01）和早期动员组（72.0%，P < 0.05）。实验结束时，动物病死率延迟动员组为 16.7%（2/12），早期动员组 25.0%（3/12），对照组 33.3%（3/9），延迟动员组与对照组比较，差异有统计学意义（P < 0.05）。 结论 骨髓干细胞动员治疗心肌梗死可明显改善心脏功能；心肌梗死后 7 d 是进行骨髓干细胞动员的较佳时间窗。     

自体骨髓间充质干细胞移植梗死心肌猪的心功能变化

背景：干细胞移植可改善缺血性心肌血供并改善心功能。 目的：进一步验证自体骨髓间充质干细胞在心肌梗死后的应用及效果评价。 方法：15只健康太湖梅山猪通过冠脉栓塞建立心肌梗死模型。随机分为3组,每组5只,其中2组分别在心肌梗死后3 h,2周行自体骨髓干细胞移植,模型组不移植细胞。行心脏超声观察心脏功能各指标的改变;并在不同时间点检测血清血管内皮生长因子值;在实验终点取大体标本并通过免疫组织化学检测移植细胞在心肌内定植及分化情况,检测心肌血管密度。 结果与结论：心肌梗死3 h组与模型组比较,射血分数、左室舒张期内径、左室收缩期内径各项心功能指标及心肌血管密度、不同时间点血清血管内皮生长因子水平差异无显著性意义。心肌梗死后2周移植组与模型组相比,心功能指标均有改善,心肌血管密度大于模型组,血清血管内皮生长因子水平明显高于较移植前(P < 0.05)。提示不同时间点心肌微环境对于骨髓来源的间充质干细胞分化及定植的影响,心肌梗死后急性期内局部微环境不利于移植细胞的存活,在瘢痕修复早期行骨髓干细胞移植对骨髓干细胞的分化和定植以及对心功能的改善有较好的效果。