内皮祖细胞动员对兔生理性缺血训练促进远隔缺血心肌侧支生成的作用

摘要 目的：探讨血管内皮生长因子（VEGF）介导的内皮祖细胞（EPCs）动员在生理性缺血训练（PIT）促进远隔缺血心肌侧支循环生成过程中的作用。 方法：42只兔进行可控性心肌缺血造模,造模成功后随机分入以下6组：假手术组、单纯生理性缺血训练组、单纯心肌缺血组、生理性缺血训练组、阿托伐他汀组、雷帕霉素组。生理性缺血训练共4周,每次3min,间隔5min,每周训练5d,每天训练3次。实验终点时,处死动物取材,进行实验室检测：ELISA法检测外周血中VEGF含量;Western blot法检测缺血心肌中VEGF表达;流式细胞术检测外周血和缺血心肌中EPCs数量;微球技术检测缺血心肌侧支循环血流量。 结果：4周PIT后,VEGF含量在PIT组和PIT+组显著增加,与SO组、TO组和MI组相比,外周血和缺血心肌中VEGF含量在PIT组显著增加,结果具有显著性意义。PIT+组的EPCs数量在外周血和缺血心肌中均显著高于其他各组,PIT组与其他各组相比,外周血EPCs数量的差异同样具有显著性意义。冠状动脉侧支循环血流量（CCBF）和CCBF/冠状动脉血流量（CBF）在PIT+组和PIT组显著高于SO组、TO组和MI组。PIT-组的各项指标与SO组和TO组相比,差异均无显著性意义。EPCs数量的增加最高有43%可以被VEGF含量的增加解释,CCBF和CCBF/CBF的增加最高有90%可以被EPCs数量的增加解释。 结论：PIT可促进EPCs动员,通过其远隔效应归巢到缺血心肌生成侧支循环,改善冠脉血流,最终实现“生物搭桥”;通过促进和抑制EPCs,证实EPCs在PIT介导的缺血心肌侧支循环生成过程中具有重要作用。     

等长收缩诱导的生理性缺血训练促进远隔缺血心肌侧支生成的研究

目的:观察冠心病患者外周肢体等长收缩诱导的生理性缺血训练是否可以促进远隔缺血心肌侧支循环形成,并探索其机制。方法:冠脉慢性完全闭塞患者21例随机分为对照组及等长握拳训练组。训练组患者进行3个月等长握拳诱导的生理性缺血训练,对照组不做任何训练活动。训练前后ELISA法测定血管内皮生长因子(VEGF)浓度、荧光激活流式细胞分离术测定内皮祖细胞(endothelial progenitor cells,EPCs)数量、心肌核素显像(single-photon emission computed tomography,SPECT)测定心肌缺血区血流灌注。结果:运动前,两组患者核素心肌显像静息节段总评分、外周血EPCs数量、VEGF浓度均无显著差异(P0.05)。经3个月等长握拳训练后,训练组EPCs数量、VEGF浓度均显著增加(P0.01);训练组SPECT观察缺血区域节段总评分有明显减少(P0.05)。而对照组训练前后无显著差异(P0.05)。两组患者训练后EPCs增量与VEGF增量,VEGF增量与静息节段总评分改善均呈中度相关(r=0.56,r=-0.60)。结论:冠心病患者等长握拳诱导的生理性缺血训练可通过VEGF及EPCs释放促进远隔缺血心肌侧支循环形成。     

生理性缺血训练对冠心病患者循环血管内皮祖细胞的影响

目的:研究生理性缺血训练(PIT)对冠心病患者循环血管内皮祖细胞(EPCs)和血管内皮生长因子(VEGF)的影响。方法:冠心病患者分为训练组(n=10)和对照组(n=10),均应用3个月常规药物治疗,其中训练组患者同时进行3个月的PIT。PIT采用高强度静力性握拳诱导上肢肌肉最大等长收缩运动,造成短暂的骨骼肌生理性缺血;每次握拳持续1min,放松1min,重复10次为1组,每天4组,每周5d,训练3个月。3个月前、后分别抽取患者外周血,采用流式细胞术检测外周血EPCs的数量,ELISA法检测血清VEGF的浓度。结果:3个月前,两组患者外周血EPCs数量和VEGF浓度的差异均无显著性意义(P>0.05)。经过3个月PIT,训练组患者EPCs数量增加到(0.044±0.016)%,明显高于基线水平(P=0.015);VEGF浓度增加到(98.5±17.4)pg/ml,明显高于基线水平(P<0.01)。而对照组3个月前、后EPCs数量和VEGF浓度均没有显著改变(P>0.05)。对照组3个月后两指标均低于训练组3个月后的水平(P<0.05)。3个月后两组患者EPCs数量与VEGF浓度均呈正相关(P<0.05)。结论:PIT可以增加冠心病患者循环EPCs的数量和VEGF的浓度,从而可能促进远隔缺血心肌侧支循环的生成。     

血管内皮生长因子和一氧化氮对兔生理性缺血冠状动脉侧支血流量的影响

目的研究血管内皮生长因子（VEGF）和一氧化氮（NO）对兔生理性缺血训练(PIT)中侧支血流量的影响,为研究生理性缺血的侧支循环形成机制奠定基础。 方法健康成年新西兰白兔55只,体重(2.0±0.5)kg。将水囊梗阻器安装在冠状动脉左室支,建立可控性心肌缺血模型,术中及术后实验兔死亡6只,另有2只因ECG无缺血改变未满足本实验的入选标准而剔除,余47只造模成功兔纳入实验。将47只兔按随机数字法分为假手术组（7只）、单纯心肌缺血组（7只）、单纯PIT组（11只）、VEGF抑制的PIT组（7只）、NO抑制的PIT组（9只）和VEGF-NO双抑制的PIT组（6只）。各组分别在造模时进行缺血刺激,并在刺激前后分别注射微球。处死前开胸时同样进行缺血刺激,且在刺激前后分别注射微球。实验终止时取左室前壁缺血心肌组织,采用微球技术检测缺血区相对侧支血流量。 结果训练前造模时,各组缺血区心肌的相对侧支血流量基础值比较,差异无统计学意义（P&rt;0.05）。训练4周后,各组缺血心肌的相对侧支血流量较组内训练前均有明显增加（P<0.01）,且以单纯PIT组的侧支血流增加最多,由训练前的（39.23±9.39）%增加到（85.31±12.07）%;单纯心肌缺血组、单纯PIT组和NO抑制的PIT组心肌缺血区域心肌相对血流量分别与假手术组比较,差异有统计学意义（P<0.05）;VEGF抑制的PIT组、NO抑制的PIT组及VEGF-NO双抑制的PIT组的心肌相对血流量均明显低于单纯PIT组（P<0.05）;VEGF-NO双抑制的PIT组与NO抑制的PIT组的缺血心肌相对血流量组间比较,差异有统计学意义（P<0.05）,但与VEGF抑制的PIT组的组间差异无统计学意义（P&rt;0.05）,且NO抑制的PIT组与VEGF抑制的PIT组的组间差异亦无统计学意义（P&rt;0.05）。单纯心肌缺血组和单纯PIT组分别与VEGF-NO双抑制的PIT组比较,组间差异均有统计学意义（P<0.05）。 结论PIT可以通过VEGF和NO增加远隔缺血心肌的侧支血流量,抑制VEGF和NO减弱缺血训练对侧支循环的促进作用;VEGF与NO均参与侧支循环的形成,且VEGF起主要作用。     

生理性缺血训练影响心肌缺血兔模型内皮祖细胞活力的基础研究

目的 研究生理性缺血训练(PIT)对于心肌缺血兔模型内皮祖细胞(EPCs)细胞活性的影响.方法 选取健康成年雄性新西兰兔18只,采用随机数字表法分为假手术组、心肌缺血组和PIT组,每组新西兰兔6只.诱发靶肌肉(腓肠肌)产生缺血性等长收缩,作为PIT的模型;冠状动脉左室支安装水囊梗阻器,制作可控性心肌缺血模型.造模成功7d后,心肌缺血组仅进行心肌缺血刺激,PIT组同时进行心肌缺血刺激和肢体PIT训练,假手术组为空白对照组,仅进行常规饲养.心肌缺血训练每日2次,每次2 min,每周5次,连续训练4周;PIT训练每日2次,每次4 min,每周5次,连续训练4周.3组新西兰兔均于造模成功7d后(训练前)和训练4周后(训练后)抽取外周血,分离和培养EPCs,进行细胞迁移能力、粘附能力测定,并进行外周血中EPCs和心肌缺血区毛细血管计数.结果 训练后,心肌缺血组和PIT组与组内训练前比较,EPCs的粘附能力均显著增加(P＜0.05).训练前,假手术组、心肌缺血组和PIT组EPCs迁移细胞数量分别为(77±10)个/高倍视野,(84±11)个/高倍视野,(81±13)个/高倍视野,组间差异无统计学意义(P＞0.05);训练后,PIT组[(151±16)个/高倍视野]与心肌缺血组[(130±17)个/高倍镜视野]迁移的细胞数与组内训练前和假手术组比较,差异有统计学意义(P＜0.05).训练后,PIT组[(0.046±0.007)％]和心肌缺血组[(0.038±0.016)％]的EPCs与组内训练前和假手术组比较,差异有统计学意义(P＜0.05);且PIT组训练后与心肌缺血组训练后比较,差异有统计学意义(P＜0.05).Pearson相关分析表明,训练后,缺血心肌处的毛细血管数量与循环中的EPCs数量呈正相关.结论 PIT可以增加心肌缺血兔中内皮祖细胞的动员,从而增加缺血心肌处血管新生.     

生理性缺血训练促进心肌缺血模型VEGF表达的时间规律

目的：研究等长收缩运动诱导的生理性缺血训练促进心肌缺血模型外周血VEGF表达的时间规律。方法：健康成年新西兰兔23只，体重2.5±0.5kg。于坐骨神经外膜纵行植入电极，施加高强度脉冲电刺激（40Hz、1ms、2.5mA），诱发靶肌肉（腓肠肌）等长收缩运动，作为生理性缺血训练的模型；在冠状动脉左室支安装气囊梗阻器，制作可控性心肌缺血模型。造模成功后随机分为假手术组（SO）、单纯心肌缺血组（MI）和生理性缺血训练组（PI）。缺血负荷为2min/h、2次/d，共4周；PI组为每次训练5min，休息5min，重复8次/d，共4周。各组分别于实验前和实验后第1、2、3和4周耳中动脉取血，采用ELISA技术检测血液中VEGF浓度。结果：SO外周血VEGF各时间点差异无显著性意义（P>0.05）；MI和PI实验后各时间点均较实验前表达升高（P<0.05），第2周外周血VEGF的表达达到高峰，之后进入平台期。第1、2、3、4周各组两两比较差异均有显著性（P<0.05）。结论：骨骼肌生理性缺血训练可以提高外周血VEGF的含量，在第2周达高峰，之后进入平台期，其VEGF升高超过单纯心肌缺血训练。     

生理性缺血训练临床应用研究进展

介绍生理性缺血训练(physiological ischemic training,PIT)方案、生理机制、安全性以及临床应用情况,为PIT在临床的应用与推广提供借鉴与参考,同时为缺血性疾病病人的康复治疗提供新思路.     

缺血促进侧支循环生成机制的研究进展

心血管疾病是工业发达国家发病率和死亡率较高的疾病,也是发展中国家正面临的健康问题.心脏康复在近代心血管疾病预防和治疗中占有重要位置,也是康复医学重要组成部分.     

生理性缺血训练在心脏康复中的研究进展

冠状动脉侧支循环的生成有利于改善冠心病患者心脏功能,增加病理性缺血心肌血液供应,减少冠心病患者死亡率。本文综述新型生理性缺血训练模式及其对冠状动脉侧支循环生成作用的效果。     

短暂缺血阈强度运动促进心肌侧支循环生成的机制

目的在小型猪可控性心肌缺血动物模型上,观察短暂缺血阈强度运动促进缺血区冠状动脉侧支循环生成的机制。 方法选择健康广西巴马小型猪32头,钝缘支装上水囊缩窄器制作可控性心肌缺血动物模型,4周后行冠状动脉造影证实模型建立成功。实验动物随机分为假手术组、单纯缺血组和运动组。单纯缺血组通过缩窄器注水加压制造心肌缺血,每日2次,每次2 min,每周5 d,共8周;运动组除制造静息状态心肌缺血外,每天还进行平板训练30 min,其中包括2次缺血阈强度运动,每次2 min,每周训练5 d,共8周。假手术组不作任何干预。采用微球测定训练前、后缺血区相对心肌血流量（RMBF）;采用Western-blot及Real-time RT-PCR法测定缺血心肌局部血管内皮细胞生长因子（VEGF）及其受体胎肝激酶-1（Flk-1）的蛋白及mRNA表达量;采用ELISA法测定血清肌钙蛋白含量以确定训练的安全性;应用电镜观察心肌细胞损伤情况。 结果运动组RMBF显著高于单纯缺血组及假手术组（均P<0.01）;单纯缺血组RMBF亦显著高于假手术组（P<0.01）。运动组VEGF及Flk-1的蛋白及mRNA表达量均显著高于单纯缺血组及假手术组（P<0.05,P<0.01）。单纯缺血组的VEGF及Flk-1的蛋白及mRNA表达量均显著高于假手术组（P<0.05）。单纯缺血组及运动组训练后,血清肌钙蛋白与训练前相比无显著增加（均P&rt;0.05）。光镜及电镜检查无明显异常。 结论小型猪可控性心肌缺血动物模型给予适宜短暂缺血阈强度运动,可通过缺血心肌局部VEGF及其受体Flk-1的上调安全有效地促进冠状动脉侧支循环生成。     

有氧训练对慢性冠状动脉狭窄猪心肌血管内皮生长因子表达的影响

目的 :研究有氧训练对慢性冠状动脉狭窄动物血管内皮生长因子 (vascularendothelialgrowthfactor,VEGF)及心肌侧枝血管生成的影响。方法 :应用Ameroid缩窄器制备小型猪慢性冠状动脉狭窄模型 ,术后 4w随机分为 4组 :对照组 (不运动 ) ,运动 4w组 ,运动 6w组 ,运动 8w组。运动组进行平板训练 :速度 2 .90km/h ,坡度 5 % ,时间30min/d ,5d/w。病理学分析心肌侧枝血管生成 ,Westernblot分析VEGF蛋白表达。结果 :运动组缺血心肌部位的毛细血管数目显著高于非运动组 (6 .9± 1 .3vs 4 .6± 0 .9条 /HPR ,P <0 .0 1 )。VEGF蛋白条带的密度分析显示 :运动 4w组 (652 7± 1 0 89)、运动 6w组 (6739± 1 72 0 )和运动 8w组 (9556± 2 32 9)均显著高于对照组 (2 936± 1 61 0 ,P <0 .0 1 )。运动组合计平均VEGF表达量显著高于非运动组 (782 8± 81 8vs 2 936± 1 61 0 ,P <0 .0 1 )。结论 :有氧训练可以促进慢性冠状动脉狭窄后心肌VEGF表达 ,与冠状动脉侧枝循环生成增加有关     

心肌缺血周负荷对兔心肌血管内皮生长因子表达的影响

目的：研究不同心肌缺血周负荷对兔心肌血管内皮生长因子（VEGF）表达的影响。方法：健康成年新西兰兔35只，体重2．2—2．5kg。根据不同的周缺血天数随机分为对照组、假手术组、3天，周组、5天，周组和7天，周组。将气囊梗阻器安装在冠状动脉左室支处，建立可控性心肌缺血模型。日缺血负荷为2min／h，2次，天，持续缺血刺激4周。取缺血区心肌观察形态学改变，并采用Western Blot方法检测缺血区和非缺血区心肌VEGF的表达水平。结果：①气囊充气后可以安全、有效地诱发心肌缺血。②与对照组和假手术组相比，缺血组左室支支配区心肌VEGF表达显著增高（P〈0．05）；各缺血亚组间VEGF表达差异无显著性意义（P〉0．05）。③假手术组心肌VEGF表达与对照组相比无明显变化（P〉0．05）。④左室支支配区心肌VEGF表达和冠状动脉侧支血流量（CCBn呈正相关（r=-0．775，P〈0．01）。结论：持续4周间断性心肌缺血可显著提高缺血区心肌VEGF表达，不同周缺血负荷对其表达无明显影响：缺血区心肌VEGF表达水平和CCBF相关。     

心肌缺血日负荷对冠状动脉侧支血流量的影响

目的:探讨心肌缺血日负荷对新西兰兔冠状动脉侧支血流量(CCBF)的影响。方法:健康成年新西兰兔34只,体重2.4±0.2kg。随机分为缺血组和假手术组,缺血组根据日缺血负荷分为2、4、6次/日亚组。将气囊梗阻器安装在冠状动脉左室支上,以建立间断性心肌缺血模型。气囊充气造成心肌缺血(2min/次,间隔1h),以各日缺血负荷持续4周。取缺血区心肌观察形态学改变;微球技术检测缺血区CCBF;取兔术前和首次缺血刺激前、后24h血清检测肌钙蛋白(cTn-I)。结果:4周间断性缺血刺激后,缺血组与假手术组相比,CCBF明显增加(P<0.05);各缺血亚组间CCBF差异无显著性意义(P>0.05)。各组缺血区心肌未见变性坏死灶,兔首次缺血刺激后24h血清肌钙蛋白无明显升高。结论:4周间断性心肌缺血对心肌无损伤,可促进缺血区CCBF增加;不同日缺血负荷对CCBF无明显影响。     

缺血负荷对家兔股动脉固有侧支循环开放的影响

目的:研究单纯缺血负荷对家兔股动脉固有侧支循环开放程度和开放持续时间的影响,为生理性缺血训练的深入研究提供依据。方法:健康成年家兔26只,体重(2.5±0.5)kg。股动脉以动脉夹夹闭,制作下肢单纯缺血模型,逐级设定不同缺血时间、间隔和缺血频率。采用微球技术检测缺血区和正常区股动脉固有侧支循环血流(FCBF)。结果:①FCBF在阻断后递增,第3min时达到高峰,较阻断后即刻明显增加(P0.01),第4min时达到平台期。②缺血区在阻断3min后再灌注,再灌注第2min时局部血流较阻断前明显增加(P0.01),再灌注最大维持时间可以达到5min,不超过8min。③反复缺血刺激(阻断3min,间隔5min)6次,缺血3次时FCBF显著增加,达到高峰(P0.01),继续增加缺血频率FCBF反而呈下降趋势。结论:家兔股动脉最大FCBF开放的最短缺血时间为3min,再灌注最大维持时间可以至5min,适宜缺血频率为3次。     

成纤维细胞生长因子-2在等长收缩促进远隔缺血心肌侧支动脉生成中的作用

目的 研究成纤维细胞生长因子-2（FGF-2）在等长收缩运动（IE）促进远隔缺血心肌侧支动脉生成中的作用。 方法 将24只雄性SD大鼠（200±20）g,按随机数字表法分为假手术组（SO组）、心肌缺血组（MI组）、等长收缩训练组（IE组）和FGF抑制训练组（Inhi-FGF组）。SO组大鼠连续2周皮下注射生理盐水;MI组大鼠连续2周皮下注射异丙肾上腺素［10 mg/（kg·d）］;IE组大鼠在MI组的基础上进行等长收缩运动训练;Inhi-FGF组大鼠在IE组的基础上进行芒柄花黄素灌胃［100 mg/（kg·d）］。等长收缩训练8周后取大鼠左心室心肌。采用微球法测定相对侧支循环血流量（RCBF）,免疫组化法测定小动脉密度和平滑肌细胞数量,Western blot法测定FGF-2及其受体FGFR-1的蛋白含量。 结果 与SO组、MI组和Inhi-FGF组相比,IE组RCBF、小动脉密度、平滑肌细胞数量和FGF-2及FGFR-1的蛋白相对表达量均明显增加（P<0.01）。Inhi-FGF组小动脉密度、平滑肌细胞数量和FGF-2蛋白相对表达量均显著低于MI组（P<0.05）,但Inhi-FGF组RCBF和FGFR-1蛋白相对表达量与MI组间差异无统计学意义（P>0.05）。RCBF与小动脉密度、小动脉密度与平滑肌细胞数量以及平滑肌细胞数量与FGF-2蛋白表达呈直线正相关（P<0.01）。 结论 IE可通过促进FGF-2及其受体的表达,从而促进远隔缺血心肌侧支动脉生成,改善血流灌注。     

Transplantation of healthy but not diabetic outgrowth endothelial cells could rescue ischemic myocardium in diabetic rabbits

Abstract

Objective. There are two types of endothelial progenitor cell (EPC) in circulation, early EPC and outgrowth endothelial cell (OEC). Diabetes impairs the function of EPC, but it is not clear whether transplantation of OECs can rescue ischemic myocardium in diabetes. In this study, we compared the function of diabetic and healthy OECs in vitro. Then we administered diabetic and healthy OECs intramyocardially and compared their contribution to vasculogenesis in diabetic rabbits. Methods. Outgrowth endothelial cells from diabetic and healthy rabbits were isolated and subjected to in vitro proliferation, tube-forming, angiogenic cytokine assays. Exogenous diabetic and healthy OECs were analyzed for therapeutic efficacy in an acute ischemia model of diabetic rabbits. LV function was assessed using echocardiography. The capillary density and fibrosis area were evaluated. MRNA expression of VEGF and bFGF was analyzed using relative realtime quantitive PCR. Results. Proliferation, tube-forming, secretion of VEGF and bFGF of diabetic OECs were significantly reduced compared with healthy OECs. In diabetic rabbits, healthy OECs transplantation could increase capillary density and improve cardiac function, decrease fibrosis area compared with diabetic OEC and the control group. Real time PCR indicated that mRNA expression of VEGF and bFGF were augmented more in the healthy OEC group than those in the control and diabetic OEC groups. Conclusions. These findings suggest that diabetes impairs the function of OECs. Transplantation of healthy OECs may rescue the ischemic myocardium by neovasculogenesis and paracrine effect in diabetic rabbits. However, autologous transplantation of diabetic OEC could not enhance cardiac function.