微血管内皮细胞诱导骨髓间充质干细胞向心肌样分化及其移植的可行性

背景:骨髓间充质干细胞通过再生心肌细胞在心肌损伤性疾病治疗方面突显较大潜力,但目前仍未找到一种理想的诱导方式.目的:探讨微血管内皮细胞诱导大鼠骨髓间充质干细胞向心肌细胞分化的潜能,并分析其移植的可行性.设计、时间及地点:细胞学体外观察及体内移植实验,于2008-07/2009-02在重庆市神经病学重点实验室完成.材料:清洁级二三月龄健康雄性SD大鼠16只,购自重庆医科大学实验动物中心方法:孔径0.4 μm的transwell小室,置入培养板孔构成双室培养体系.取SD大鼠1只,Ficoll密度梯度+贴壁筛选法分离培养骨髓间充质干细胞,组织块法分离培养微血管内皮细胞.培养瓶中融合至50%生长良好的微血管内皮细胞,每3 d更换培养液,收集更换液过滤即制成条件培养液.体外实验分为4组:直接接触组、双室培养组、条件培养液组、培养液对照组,观察各种培养条件对骨髓间充质干细胞的心肌诱导效应.取SD大鼠15只建立心肌梗死模型,冠状动脉结扎后第6天任取1只大鼠明确心肌梗死建模是否成功,其余大鼠随机分为细胞移植组8只、模型对照组6只.造模1周后,细胞移植组将在双室模型中与微血管内皮细胞共培养5 d的骨髓间充质干细胞调整浓度为109L-1通过鼠尾静脉缓慢注入1 mL,模型对照组予等量DMEM,观察4周.主要观察指标:体外实验通过免疫荧光染色检测心肌标志物Tnl、α-actin的表达;采用心电图、荧光镜检、苏木精-伊红染色等方式评价体内移植的安全性及可行性.结果:直接接触组、双室培养组、条件培养液组部分骨髓间充质干细胞心肌标志物Tnl、α-actin阳性表达,荧光镜下胞浆发绿光(或红光),前2组诱导率基本相似(P>0.05),且均明显高于条件培养液组(P<0.05);培养液对照组细胞未向心肌样细胞分化.细胞移植后两组大鼠均存活良好,未出现死亡及恶性心律失常,4周后细胞移植组心脏冰冻切片荧光镜检显示心肌内有少量胞核蓝染的细胞,提示干细胞成功归巢,结合苏木精-伊红染色,归巢细胞位于心肌梗死灶周边区域,呈单个或小团聚集;而模型对照组心肌切片未见胞核蓝染的细胞.结论:微血管内皮细胞能够通过旁分泌途径诱导骨髓间充质干细胞向心肌样细胞分化,经微血管内皮细胞预处理过的骨髓间充质干细胞移植入大鼠体内是安全的,可成功归巢到大鼠心肌梗死灶及周边区.

Role of microvascular endothelial cells in inducing bone marrow mesenchymal stem cells differentiation into cardiomyocytes and implantation feasibility