腺病毒介导的肝细胞生长因子/血管内皮生长因子双基因转染骨髓间充质干细胞移植治疗心肌梗死***

背景：骨髓间充质干细胞可以分化为心肌细胞,促进血管再生,但在移植早期其自身分泌的细胞因子不足以维持良好的分化和再生。 目的：验证腺病毒介导的肝细胞生长因子和血管内皮生长因子双基因转染新西兰兔骨髓间充质干细胞移植对新西兰兔梗死心肌组织的修复重建和血管再生的影响。 方法：腺病毒介导肝细胞生长因子/血管内皮生长因子双基因转染BrdU标记的新西兰兔骨髓间充质干细胞。取新西兰兔50只建立急性心肌梗死模型,4周后随机分为5组,分别于梗死心肌内注射：①骨髓间充质干细胞/Ad.血管内皮生长因子+肝细胞生长因子。②骨髓间充质干细胞/Ad. 肝细胞生长因子。③骨髓间充质干细胞/Ad.血管内皮生长因子。④骨髓间充质干细胞。⑤对照组注射等量无血清IMDM培养液。移植4周后观察移植细胞的分化和新生血管的形成,并通过超声多普勒检测心功能变化。 结果与结论：除对照组外,其余4组兔心功能都较移植前有明显改善(P < 0.05),其中移植双基因转染骨髓间充质干细胞/Ad.血管内皮生长因子+肝细胞生长因子组兔的心功能改善程度要明显高于其他3组。部分BrdU染色阳性的细胞可以分化成为内皮细胞,参与构成了梗死区域的新生毛细血管。与对照组比较,其余4组都有明显的血管新生(P < 0.05),而以骨髓间充质干细胞/Ad.血管内皮生长因子+肝细胞生长因子组最显著。提示肝细胞生长因子/血管内皮生长因子双基因转染新西兰兔骨髓间充质干细胞移植于梗死心肌可以促进心肌再生和新生血管的形成,明显改善心功能。 关键词：基因转染;骨髓间充质干细胞;血管内皮生长因子;肝细胞生长因子;移植 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.10.029     

同种异体骨髓间充质干细胞移植在心肌梗死后心室重建中的作用

BACKGROUND:Myocardial infarction leads to ischemic changes in the myocardium, triggering the emergence of ventricular remodeling, which is an important cause of death. Myocardial infarction is a common disease in the middle-aged and elderly population, but autologous bone marrow mesenchymal stem cells from these patients exhibit a weak ability of proliferation and differentiation. Therefore, a positive attempt of allogeneic stem cell transplantation is required in order to obtain better therapeutic outcomes. OBJECTIVE:To explore the effect of allogeneic bone marrow mesenchymal stem cells on ventricular remodeling after myocardial infarction.   METHODS:Bone marrow mesenchymal stem cells from 10 neonatal rats and 10 adult rats were isolated, cultured and identified. Another 40 rats were randomly assigned into four groups (n=10/group): model group, neonatal rat cell transplantation group, adult rat cell transplantation group, or sham group. Animal models of myocardial infarction were made in rats in the all groups except for the sham group in which the rats were given sham operation. Rats in the two cell transplantation groups were given the corresponding cell transplantation. Four weeks postoperatively, heart function of rats was detected in each group, and cardiac tissues were taken to detect changes in collagen formation and blood vessel density in the infarct area. RESULTS AND CONCLUSION:Four weeks after surgery, rats in the model group showed significant changes in cardiac function indexes as compared with the other groups (P < 0.05), while compared with the model group, these cardiac function indexes improved in both two cell transplantation groups, but there was no significant difference between the two cell transplantation groups (P > 0.05). Meanwhile, compared with the model group, significantly decreased collagen formation and increased blood vessel density were found in both two cell transplantation groups (P < 0.05). Additionally, the vascular density of the infarct area was highest in the sham group (P < 0.05). Experimental results show that both neonatal and adult rat bone marrow mesenchymal stem cell transplantation can improve cardiac function of rats, reduce the formation of collagen in the infarct area and delay ventricular remodeling after myocardial infarction.     

骨髓间充质干细胞治疗大鼠急性心肌梗死

目的:比较经不同途径移植骨髓间充质干细胞(BMSCs)治疗大鼠急性心肌梗死(AMI)的疗效,探求更为适合的移植途径。方法:采集大鼠BMSCs,并进行培养及鉴定。以5-氮胞苷(5-aza)10μmol/L,诱导BMSCs为心肌样细胞并鉴定。建立大鼠急性心肌梗死模型并鉴定。对照组不予处理,静脉移植组和心外膜移植组分别经尾静脉和心外膜移植心肌样细胞悬液200μl(心肌样细胞5×10~6),联合移植组同时经尾静脉和心外膜分别移植心肌样细胞悬液各200μl。4周后观察SD大鼠心肌组织形态及蛋白表达情况。结果:静脉移植组、心外膜移植组、联合移植组的心肌梗死区域均可见有DAPI标记阳性的移植细胞,其中联合移植组较静脉移植组、心外膜移植组数量明显增多;H-E染色可见后三组较对照组梗死区域心肌细胞排列整齐,细胞核较完整,联合移植组梗死改善程度明显;后三组较对照组血管紧张素转换酶2(ACE2)表达水平升高,联合移植组较静脉移植组、心外膜移植组升高水平更显著。结论:经静脉、心外膜和两者联合移植诱导后的BMSCs均能促进梗死部位的组织修复,抑制心室重构,其中联合移植途径治疗效果更明显。     

移植转染ADM或HGF基因的骨髓间充质干细胞治疗大鼠心肌梗死

目的探讨移植转染两种不同基因的骨髓间充质干细胞移植治疗大鼠心肌梗死的作用。方法分离、扩增培养大鼠骨髓间充质干细胞;ELISA检测细胞上清液ADM或HGF的含量;制备大鼠心肌梗死模型,心肌局部注射移植经DAPI标记的MSCs;多普勒超声检测大鼠心功能;荧光显微镜观察细胞存活及分布;免疫组化检测新生血管密度及移植细胞在心梗区的分化。结果转染Ad-ADM或Ad-HGF后,MSCs可有效表达ADM或HGF;与单纯MSCs组相比,两基因组细胞均表达TNI,均有connexin 43的表达增加(P<0.05),心梗区新生血管密度增高(P<0.01),左室射血分数(EF)增加(P<0.01);两组间各指标无差别。结论不同基因修饰的MSCs移植均可增强单纯MSCs对心肌梗死大鼠的治疗作用。     

生长因子可促进自体骨髓间充质干细胞移植治疗急性心肌梗死

背景：生长因子是干细胞强有力的动员剂,可以增加注射细胞的黏附力和增殖力,诱导干细胞向梗死区迁移、增殖分化,参与心肌修复。 目的：观察肝细胞生长因子和胰岛素样生长因子的联合应用在骨髓间充质干细胞自体移植治疗心肌梗死中的作用。 方法：分离培养兔骨髓间充质干细胞,原代培养后采用红光荧光染料CM-Dil标记。结扎冠脉前降支制作兔急性心肌梗死模型,然后随机均分为对照组、骨髓间充质干细胞组、肝细胞生长因子+胰岛素样生长因子组和肝细胞生长因子+胰岛素样生长因子+骨髓间充质干细胞组。于心肌梗死区心肌内分4点共注射不同干预试剂。Masson三色法染色检测存活心肌;免疫荧光检测骨髓间充质干细胞分化;心脏超声评价心功能。 结果与结论：建模后4周,肝细胞生长因子+胰岛素样生长因子+骨髓间充质干细胞组CM-Dil/cTNT+细胞数量明显多于骨髓间充质干细胞组,其存活心肌最多,左室射血分数改善最明显,左室舒张末径最小。肝细胞生长因子和胰岛素样生长因子联合应用促进自体移植的骨髓间充质干细胞向心肌细胞分化,增加存活心肌数量,改善心功能,抑制心室重构,可能成为心肌梗死后细胞治疗的有效方法。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;组织工程全文链接：     

血管内皮生长因子基因修饰骨髓间充质干细胞移植心肌梗死大鼠： 高压氧干预促进治疗性血管生成

背景：骨髓间充质干细胞移植入缺血心肌后梗死区周边心肌的缺血、缺氧、炎性反应、细胞凋亡等病理变化严重影响到移植骨髓间充质干细胞的存活,而高压氧能显著改善其缺氧状态。 目的：对心肌梗死模型大鼠缺血心肌局部移植血管内皮生长因子修饰的骨髓间充质干细胞,在移植后对大鼠进行高压氧干预,探讨其对骨髓间充质干细胞移植后所获得的治疗性血管生成效应的影响。 方法：将真核表达载体pcDNA3.1(-)/人血管内皮生长因子165转染大鼠骨髓间充质干细胞,再移植至心肌梗死模型大鼠的缺血区组织,移植前细胞行CM-DiI标记。移植后2周每日对大鼠行高压氧治疗干预。移植1个月后行心脏B超测量其左室射血分数,组织化学苏木精-伊红染色和Ⅷ因子染色并评价新生血管密度。 结果与结论：CM-DiI能有效标记骨髓间充质干细胞,标记率近100%。细胞移植1个月后高压氧干预的大鼠射血分数、再生血管密度较均明显增高(P < 0.05)。证实,高压氧干预能显著促进移植血管内皮生长因子基因修饰的骨髓间充质干细胞的心肌梗死大鼠所获得的治疗性血管生成作用,对心脏功能有明显改善作用。     

深低温冻储同种异体气管移植并骨髓间充质干细胞移植后气管上皮细胞血管内皮生长因子的表达

背景：深低温冷冻后的组织可以保持其原有的活力和组织完整性,并能消减抗原性。 目的：静脉移植骨髓间充质干细胞合并深低温处理供体气管后进行同种异体气管移植,观察骨髓间充质干细胞在促进上皮再生和再血管化后的作用。 方法：用深低温冻储2 周和6 周的气管进行Wistar大鼠同种异体气管移植后,用PKH-26标记的3~5代骨髓间充质干细胞经鼠尾静脉移植入受体内,等量的磷酸盐缓冲液注射作为实验对照。观察供体气管的组织学和血管内皮生长因子蛋白表达。 结果和结论：骨髓间充质干细胞移植合并深低温冻储后的移植气管结构完整,软骨无变性坏死;深低温6 周的移植气管上皮再生情况优于2 周。骨髓间充质干细胞移植组的上皮细胞表达血管内皮生长因子水平高于磷酸盐缓冲液对照组。结果提示,骨髓间充质干细胞移植合并深低温冻储6 周后移植气管存活期好于深低温冻储2周;骨髓间充质干细胞能够促进移植物周围新生血管的增加,从而促进气管损伤的修复。     

同种异体骨髓间充质干细胞移植上调急性心肌梗死大鼠Cx43的表达

目的研究同种异体骨髓间充质干细胞(MSCs)移植心肌梗死(MI)大鼠后缝隙连接蛋白43(Cx43)在不同时期的动态变化。方法建立大鼠MI模型。将同种异体MSCs用5-氮胞苷诱导成心肌样细胞并行荧光标记,经二次开胸注射入MI大鼠梗死区和梗死边缘区。各亚组分别于移植后4、8和12周在荧光显微镜下跟踪MSCs移植情况。同时用免疫组化分析Cx43表达与缝隙连接(GJ)分布。结果MSCs体外诱导可分化为自发搏动的心肌样细胞,表达心肌特异性肌钙蛋白T(cTnT)和形成肌丝结构。MSCs移植后可长期存活并在4、8和12周,并有效上调缺血区Cx43的表达,改善GJ分布紊乱状态。在梗死区Cx43无特殊改变。结论MSCs具有分化为心肌样细胞的可塑性,移植后上调MI后缺血区Cx43表达,改善GJ分布紊乱。     

同种异体骨髓间充质干细胞移植治疗急性肝功能衰竭

背景：对于急性肝功能衰竭的临床治疗,目前尚缺乏特效手段。骨髓间充质干细胞在特定环境下可分化为具有部分肝功能的类肝样细胞,从而参与肝功能的修复和重构,为急性肝功能衰竭的治疗提供了新的手段。 目的：评价同种异体骨髓间充质干细胞移植治疗大鼠急性肝功能衰竭的疗效,为其临床应用提供理论依据。 方法：采用全骨髓培养法培养并纯化其骨髓间充质干细胞。30只健康SD大鼠随机均分为3组：正常对照组：不予任何处理;肝衰竭组和移植组：用腹腔注射四氯化碳石蜡油溶液的方法复制鼠急性肝功能衰竭模型后24 h分别经其尾静脉注射生理盐水和等量骨髓间充质干细胞。在移植后第1,2,3,7天抽血检测其肝功能,并取肝脏行病理学检查。 结果与结论：急性肝功能衰竭鼠经骨髓间充质干细胞移植治疗后生存率为70%,与肝衰竭组大鼠存活率20%相比差异有显著性意义(P < 0.05);肝功能指标中谷丙转氨酶和谷草转氨酶相比,移植组明显低于肝衰竭组,差异有显著性意义(P < 0.05)。肝脏组织病理学结果显示移植组肝细胞变性及坏死程度以及炎症浸润程度轻于肝衰竭组。因此,经尾静脉移植骨髓间充质干细胞能提高急性肝功能衰竭大鼠的生存率、改善肝功能及减轻肝脏坏死程度,对大鼠急性肝功能衰竭有一定的治疗作用。     

外源性硫化氢预处理骨髓间充质干细胞移植治疗大鼠心肌梗死

背景：骨髓间充质干细胞移植可促进心肌修复,治疗心肌梗死,但移植后细胞存活率低等原因制约了其应用与发展。 目的：探讨硫化氢预处理对骨髓间充质干细胞移植治疗心肌梗死效果的影响。 方法：从(100±20) g SD大鼠中分离培养骨髓间充质干细胞,第4代时按实验分组处理,移植前2 h给予DAPI标记。将50只体质量(200±20) g雄性SD大鼠分为心肌梗死组和假手术组,心肌梗死组结扎冠状动脉前降支建立心肌梗死模型,假手术组只穿线不结扎,每组10只。模型建立24 h后,分组在梗死心肌周围选择4个点,分别注射生理盐水、骨髓间充质干细胞、硫化氢预处理骨髓间充质干细胞及硫化氢。细胞移植4周后用超声心动图检测心功能指标,Masson染色测定梗死交界区胶原。 结果与结论：生理盐水组大鼠心肌纤维化严重,梗死区域无心肌组织再生;外源性硫化氢处理后的骨髓间充质干细胞移植组比单用硫化氢或者骨髓间充质干细胞组心肌纤维化程度轻,胶原组织中可见较多心肌细胞再生。硫化氢预处理骨髓间充质干细胞组左室射血分数、左室短轴缩短率显著高于硫化氢组及骨髓间充质干细胞组(P < 0.05)。提示硫化氢预处理骨髓间充质干细胞可提高移植后的细胞存活率,改善梗死后心功能,其作用优于单用硫化氢或者骨髓间充质干细胞。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;组织工程全文链接：     

不同月龄人脐带间充质干细胞移植梗死心肌的血运重建

背景：干细胞移植有利于心肌梗死后的心肌血运重建及改善心功能,HLA-G分子在免疫耐受状态的形成及维持中具有重要作用。 目的：观察不同月龄有HLA-G表达差异的人脐带间充质干细胞移植后对急性心肌梗死兔血运重建的影响。 方法：健康新西兰大白兔30只,随机数字表法分为小月龄细胞移植组、足月龄细胞移植组及对照组。建立兔心肌梗死模型后2周,将小月龄人脐带间充质干细胞和足月人脐带间充质干细胞分别标记BrdU,多点注射心肌梗死的交界区和中心区,对照组注射无血清培养基。 结果与结论：移植后4周,小月龄和足月龄细胞移植组在心肌梗死区均发现有BrdU示踪细胞,且两组梗死区心肌纤维化程度、心肌梗死面积均少于对照组(P < 0.01),两移植组间差异也有显著性意义(P < 0.05)。Ⅷ因子染色见小月龄细胞移植组毛细血管密度高于足月龄细胞移植组(P < 0.01),且两移植组与对照组比较差异也有显著性意义(P < 0.05)。提示HLA-G表达量较高的小月龄脐带间充质干细胞能更好促进梗死区血管新生,改善血运重建,有潜力成为心肌细胞移植的更理想来源。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;组织工程全文链接：     

同种异体脂肪组织源性间质干细胞移植治疗大鼠急性心肌梗死

目的：建立体外分离扩增脂肪组织源性间质干细胞方法，并探讨同种异体脂肪干细胞移植治疗大鼠心肌梗死的效果及可行性。方法: 18只雄性SD大鼠随机分为假手术组、急性心肌梗死对照组（AMI组）及AMI+细胞移植组。分离大鼠腹部脂肪组织干细胞，体外扩增，BrdU标记后于结扎左冠状动脉前降支后1h移植入梗死心肌，移植后4周进行血流动力学检测心功能并取出心脏进行病理切片观察和免疫组织化学染色检测移植细胞在梗死心脏中的定居、存活情况。结果: 大鼠腹部脂肪组织可分离培养出大量间质干细胞。细胞移植治疗组左心室收缩压高于AMI对照组（P＜0.01），舒张末压显著降低（P＜0.01），左心室内压最大上升、下降速率明显加快（P＜0.05）；病理组织切片显示梗死边缘区心肌面毛细血管计数明显增加，梗死区心肌组织内及毛细血管壁中均可见移植标记细胞。结论: 脂肪组织可作为干细胞又一新的来源，同种异体脂肪干细胞移植治疗AMI有效、可行。     

骨髓间充质干细胞治疗急性心肌梗塞的实验研究

目的研究自体骨髓间充质干细胞(MSC)经冠脉内注射治疗急性心肌梗死(AMI)的有效性和可行性。方法球囊阻塞法制成AMI模型。经冠脉注入标记的MSC,4周后核素心肌断层显像检测相对心肌梗死面积、心肌灌注评分和射血分数,经导管检测左室收缩压(LVSP)、左室舒张末压(LVEDP)、压力升高最大速率( dP/dt)和压力下降最大速率(-dP/dt)。免疫荧光法分析MSC的植入和分化。结果与对照组相比,细胞治疗组射血分数显著增加(P<0.05),心肌灌注评分和相对心肌梗死面积显著降低(P<0.01,P<0.05),LVSP、 dP/dt和-dP/dt显著增加(P<0.05,P<0.01,P<0.01),LVEDP显著降低(P<0.05)。标记的MSC在心肌中阳性表达肌凝蛋白重链、连接蛋白43、平滑肌肌动蛋白和Ⅷ因子相关抗原。结论MSC在体内分化为心肌和血管组织,可改善AMI猪的心功能。     

Cell transplantation into ischemic myocardium using mesenchymal stem cells transfected by vascular endothelial growth factor

Aims: To investigate the effects of mesenchymal stem cells (MSCs) transplantation combining with vascular endothelial growth factor (VEGF) gene therapy on myocardium rebuilding, angiogenesis, and heart function improvement in rats with myocardial infarction. Methods: SD rat MSCs were isolated, cultured in vitro, labeled with BrdU and transfected by Ad.VEGF gene. Four weeks after left anterior descending artery was ligated to create rat myocardial infarction, cardiac function was examined with echocardiography. Rats were randomly divided into four groups (n = 10 in each group): Group I: MSCs/Ad.VEGF implantation; Group II: MSCs implantation; Group III: Ad.VEGF injection; Group IV: Control. MSCs differentiation was observed 4 weeks after transplantation. Immunohistochemistry and angiogenesis were observed. Echocardiography was performed to detect the effects on heart function. Results: MSCs labeled with BrdU could be identified in host hearts in group I and II, most of them positively stained with cTnT antibody. Echocardiography indicated that the improvement of the LVEF value in group I was more significant than that in the other three groups (P < 0.01, respectively). Some cells were incorporated into the coronary capillaries in the infarcted region. The capillary density in group I was higher than that in the other three groups (P < 0.01, respectively). Conclusion: MSCs implantation combining with VEGF gene therapy can obviously repair damaged myocardium and enhance the angiogenesis in ischemic heart tissue.     

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。     

移植MMSCs改善大鼠实验性心肌梗死后心室重构

目的探讨骨髓间充质干细胞(MMSCs)移植对大鼠实验性心肌梗死(MI)后心功能及心室重构的影响。方法开胸结扎冠状动脉左前降支(LAD)制作MI动物模型,造模成功后12～14d经舌下静脉移植已转染增强型绿色荧光蛋白(pEGFP-C1)的MMSCs,分4及8周检测动物的血流动力学、左心及全心质量指数、微血管密度测定、双盲计数法测定胶原含量,荧光显微镜观察绿色荧光的表达。结果移植组心率(HR)较同期模型组显著下降,4周时血压无明显改变,8周时则显著增高。移植组左心质量指数和全心质量指数均较同期模型组显著降低。移植组的微血管密度较同期模型组明显增高。移植组的胶原含量较同期模型组显著降低。结论移植MMSCs可改善实验性MI大鼠心功能及心室重构。