静脉移植人脐血单个核细胞与心肌梗死家兔心肌细胞凋亡及凋亡基因bcl-2、bax

背景:研究表明经冠状动脉或经心肌内脐血干细胞移植可促进心肌梗死区血管新生、减低心肌梗死范围和改善心功能等,但脐血干细胞静脉移植对心肌细胞凋亡的影响尚不清楚.目的:观察人脐血单个核细胞静脉移植对急性心肌梗死心肌细胞凋亡及凋亡基因Bcl-2、Bax蛋白表达的影响.方法:45只成年家兔随机分3组:移植组15只,于急性心肌梗死后24h,经耳缘静脉注入2x107BrdU标记人脐血单个核细胞悬液500 μL;对照组15只,于急性心肌梗死后24h,同途径注入生理盐水500μL;假手术组15只,左前降支穿线不结扎,术后24h同途径注入生理盐水500 μL.移植后1,2,4周超声检测心功能;移植后4周心肌组织切片苏木精-伊红染色观测心肌病理变化;脱氧核糖核酸末端转移酶介导末端标记法(TUNEL)检测心肌细胞凋亡;免疫组化法检测心肌BrdU阳性细胞及Bcl-2、Bax蛋白在心肌细胞表达水平.结果与结论:①与对照组比较,移植组心功能显著改善.②移植组梗死周边区存在BrdU阳性细胞.③与对照组比较,移植组Bcl-2蛋白水平显著升高,Bax蛋白水平显著降低.④移植术后4周移植组心肌细胞凋亡数显著低于对照组.实验证实经静脉移植人脐血单个核细胞可迁移至急性心肌梗死周边区:调控急性心肌梗死后心肌细胞Bcl-2及Bax蛋白表达水平,抑制梗死周边区域心肌细胞凋亡,并改善心肌梗死后心功能.     

人脐血单个核细胞静脉移植心肌梗死模型兔心肌组织肿瘤坏死因子α的表达

背景:有报道指出心肌梗死部位及其周围区域炎性细胞浸润和炎性因子渗出,参与心室重构、心功能损害的发生和发展,干细胞移植治疗心肌梗死与移植干细胞抑制心肌梗死后局部炎症反应相关.目的:探讨静脉移植人脐血单个核细胞对兔心肌梗死后心肌组织炎症反应及炎性因子肿瘤坏死因子α表达的影响.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2008-02/12在中南大学湘雅医院医学实验研究中心和中南大学实验动物学部完成.材料:6份脐血来自中南大学湘雅医院产科身体健康足月分娩的产妇.健康纯种中国家兔45只,随机分为细胞移植组、模型组、假手术组,15只,组.方法:Ficoll法分离培养人脐血单个核细胞,传至第2代用于移植,移植前24 h行BrdU标记,调整浓度至0.04×1013L-1.细胞移植组、模型组兔结扎冠状动脉左前降支建立急性心肌梗死模型,假手术组兔左前降支穿线不结扎.造模后24 h,细胞移植组经耳缘静脉注入0.5 mL人脐血单个核细胞悬液,含2×107个人脐血单个核细胞;模型组、假手术组同法注入等量生理盐水.分别干细胞移植后1,2,4周取材.主要观察指标:超声心动图测量结果,心肌组织切片白细胞计数,免疫组化检测心肌BrdU阳性细胞及肿瘤坏死因子α的表达水平,RT-PCR法检测心肌肿瘤坏死因子αmRNA的表达.结果:与模型组比较,移植后1,2,4周细胞移植组心功能明显改善,左室短轴缩短率及左室射血分数均明显升高(P<0.05);各时间点细胞移植组白细胞数均明显降低(P<0.05).移植后第4周,假手术组心肌细胞无肿瘤坏死因子α表达;模型组可见明显肿瘤坏死因子α表达;细胞移植组肿瘤坏死因子α表达程度明显减弱,且呈黄褐色的BrdU阳性细胞散在分布于梗死周边区域.与模型组比较,移植后1,2,4周细胞移植组肿瘤坏死因子αmRNA的表达水平均明显降低(P<0.05).结论:静脉移植人脐血单个核细胞可改善兔心肌梗死后心功能,抑制心肌组织肿瘤坏死因子α表达,减轻心肌梗死后局灶性炎症反应.     

不同种类自体骨髓干细胞移植对梗死心肌左室重构的效果比较

背景:骨髓干细胞移植可改善心功能、预防心室重构,目前用于移植的成体骨髓干细胞有骨髓单个核细胞、骨髓间充质干细胞和内皮祖细胞等,不同种类的骨髓干细胞移植后的效果及具体机制尚不清楚。目的:比较自体骨髓单个核细胞、骨髓间充质干细胞冠状动脉移植对急性心肌梗死后心室重构的影响。设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2005-03/2006-12在河北省人民医院临床研究中心、河北医科大学电镜室及大连宝生物进行。(basic fibroblast growth factor,bFGF)材料:36只冀中白猪随机分为4组:假手术组6只、模型组10只、骨髓单个核细胞组10只、骨髓间充质干细胞组10只。方法:采用梯度密度离心法分离培养猪自体骨髓单个核细胞,以贴壁法分离培养猪自体骨髓间充质干细胞,移植前均行胶体金标记。除假手术组外,其余3组均以球囊导管压迫冠状动脉前降支的方法建立猪急性心肌梗死模型。造模后90min,经导管由冠状动脉腔内骨髓单个核细胞组移植自体骨髓单个核细胞(6.0±1.3)×107个,骨髓间充质干细胞组移植自体骨髓间充质干细胞(4.5±2.1)×107个,培养28d。主要观察指标:光镜及电镜观察心肌组织病理学改变;超声检查心功能变化;免疫组织化学检测心肌血管数、心肌细胞凋亡、心肌组织核因子κB及肌钙蛋白I阳性表达情况,及其与心功能的关系;RT-PCR法检测心肌血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor,bFGF)mRNA的表达,及其与心功能的关系。结果:①骨髓间充质干细胞组在梗死区、梗死边缘区均可见大量血管增生,冠脉血管周围可见异常细胞团生长,骨髓单个核细胞组有较多的毛细血管"芽生"现象。②细胞移植前各组心功能指标基本相似(F=1.550,P>0.05)。移植后28d与模型组比较,其余3组左心室射血分数均明显降低(F=5.30,P<0.05)。③与模型组比较,骨髓单个核细胞组梗死区及梗死边缘区的血管数明显增加(F=29.56～34.87,P<0.01),骨髓间充质干细胞组无变化;移植细胞两组的梗死区、梗死边缘区心肌细胞凋亡率均显著降低(F=14.31～35.34,P<0.01),肌钙蛋白I阳性率均明显升高(F=19.05,P<0.01);梗死边缘区核因子кB阳性率均明显降低(F=19.05,P<0.01)。④骨髓单个核细胞组梗死边缘区VEGF基因的表达显著高于模型组、骨髓间充质干细胞组(F=49.41,P<0.01)。骨髓间充质干细胞组梗死边缘区bFGF基因的表达显著高于模型组、骨髓单个核细胞组(F=4.71,P<0.01)。⑤左室射血分数与心肌细胞凋亡率、心肌核因子κB呈负相关(r=-0.4411,P<0.05;r=-0.5796,P<0.01);与血管数、VEGF及bFGF表达呈正相关(r=0.775,P<0.01;r=0.5651,P<0.05;r=0.5735,P<0.05)。结论:经冠脉自体骨髓单个核细胞或骨髓间充质干细胞移植均可减轻心肌梗死后左心室重构,心功能的改善与干细胞移植后增加心肌血管数量及心肌VEGF,bFGF表达、减少心肌细胞凋亡及核因子κB水平有关。骨髓单个核细胞移植促心肌血管增生及VEGF的表达均优于骨髓间充质干细胞,而后者促bFGF基因表达的作用优于前者。     

骨髓基质干细胞缺血心肌内移植早期:可减少心肌细胞凋亡但未改善心功能

背景：骨髓基质干细胞移植到梗死心肌组织能够起到抑制和减少心肌细胞凋亡的效应,而这一作用与心功能改善是否有相关性还不清楚。目的：观察缺血心肌内移植骨髓基质干细胞早期对心脏功能的影响。方法：采用结扎左前降支的方法建立大鼠急性心肌梗死模型,假手术组仅穿线不结扎。骨髓基质干细胞移植组于心肌梗死术后30 min分5个位置于梗死边缘向心肌组织内移植大鼠骨髓基质干细胞0.1 mL(2×106结果与结论：移植后第3天,与假手术组相比,模型组梗死区及缺血区心肌细胞凋亡明显;骨髓基质干细胞移植组梗死区和缺血区心肌细胞凋亡数目均较模型组显著减少。与假手术组相比,模型组和骨髓基质干细胞移植组大鼠平均动脉压、左心室收缩压明显下降,左心室舒张末压显著升高,左心室射血分数及缩短分数显著降低(P <0.05),骨髓基质干细胞移植组和模型组比较差异无显著性意义(P >0.05)。结果表明骨髓基质干细胞移植早期能减少心肌细胞凋亡但不改善急性心肌梗死后大鼠的心功能。假手术组、模型组术后分别向心肌内注射相同剂量的生理盐水。细胞移植后3 d监测血流动力学、超声心动图, TUNEL法检测心肌细胞凋亡的变化。     

NF-κB与基质金属蛋白酶在骨髓单个核细胞心肌移植后的变化

背景:骨髓干细胞能够修复受损心肌,改善不利的心室重构及恶化的心功能,但细胞移植后对梗死心室重构影响的分子机制仍不清楚.目的:观察骨髓单个核细胞心肌移植后,心肌组织NF-κB、基质金属蛋白酶及其抑制因子表达的变化.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2006-07/2007-05在解放军总医院心血管外科实验动物中心和解放军军事医学科学院病原微生物生物安全国家重点实验室完成.材料:成年健康雄性杂种犬24只,随机分为急性心肌梗死对照组、急性心肌梗死移植组、陈旧心肌梗死对照组、陈旧心肌梗死移植组,6只/组.方法:急性心肌梗死对照组、急性心肌梗死移植组在冠状动脉左前降支主干结扎1h,观察缺血梗死区仍然呈暗红色,确认急性心肌梗死模型建立成功.陈旧心肌梗死对照组、陈旧心肌梗死移植组在移植前行超声心动图检查,证实左室前壁和心尖部可见节段性室壁运动异常,确认陈旧心肌梗死模型建立成功.Ficoll分离法获得犬自体骨髓单个核细胞悬液,急性心肌梗死移植组在造模后1h于梗死区及梗死边缘区分多点注射细胞悬液,每点注射0.5 mL,(1～2)×107个细胞/mL;陈旧心肌梗死移植组于造模后4周开胸确认梗死区,同法行细胞移植.主要观察指标:RT-PCR法检测心肌组织基质金属蛋白酶及其抑制因子mRNA的表达,Western免疫印迹法检测心肌组织NF-κB 的表达.结果:移植后6周与相应对照组比较,急性心肌梗死移植组、陈旧心肌梗死移植组的梗死区、梗死周围区基质金属蛋白酶2,9mRNA及NF-κB 表达均显著降低(P<0.01),基质金属蛋白酶抑制因子1,2 mRNA表达均显著升高(P<0.01).结论:犬自体骨髓单个核细胞心肌移植可能通过抑制NF-κB活化,导致基质金属蛋白酶mRNA表达减少及其抑制因子mRNA表达增加,从而抑制梗死后心室重构过程.     

经冠状动脉移植自体骨髓单个核细胞和间充质干细胞对急性心肌梗死模型心功能的改善

目的:为保护濒死心肌提供机会窗口,对比观察经冠脉移植自体骨髓单个核细胞或间充质干细胞后,实验性急性心肌梗死动物心功能变化及心肌组织核转录因子кB、心肌细胞凋亡情况。方法:实验于2005-03/2006-11在河北省人民医院实验中心完成。选用24只雄性冀中白猪,随机数字表法分为4组:正常对照组、模型组、单个核细胞组、间充质干细胞组,6只/组。①24只猪均以盐酸氯胺酮200mg臀部肌肉注射麻醉后,分别于各自右侧股骨抽取骨髓20mL,采用Fercoll法分离获得骨髓单个核细胞,加入胶体金溶液,培养12～16h待用。分离过程中取出含有骨髓单个核细胞成分的细胞层,常规培养传代,每3d换液1次,贴壁生长细胞即为骨髓间充质干细胞,加入胶体金溶液,培养24h待用。②除正常对照组外,其余各组均经导管球囊封闭第一对角支以远的前降支,复制猪急性心肌梗死模型。单个核细胞组、间充质干细胞组均于造模后立即开通前降支,分别经球囊注入预先分离的骨髓单个核细胞6×108个、间充质干细胞6×108个。模型组造模后于梗死1h开通前降支,经球囊注入磷酸盐缓冲液10mL。③各组分别于术前及术后4周经心脏超声检测心功能,取材行病理学检查、心肌组织核转录因子кB的免疫组织化学检测及心肌细胞凋亡检测。结果:24只雄性白猪均进入结果分析。①心功能变化:术前各组左心室收缩末内径、左心室舒张末内径、左心室射血分数、短轴缩短率基本相似。移植术后4周,正常对照组、单个核细胞组、间充质干细胞组左心室舒张末内径均明显低于模型组(F=4.68,P=0.01),左心室射血分数及短轴缩短率均明显高于模型组(F=5.14,P=0.01;F=3.32,P=0.04),各组左心室收缩末内径差异无显著性意义(F=1.64,P=0.21)。②心肌组织病理学改变:电镜下单个核细胞组、间充质干细胞组在梗死边缘区可见有胶体金颗粒的不成熟的心肌细胞,胞质中散在肌丝结构,肌丝排列紊乱不规则。③心肌组织核转录因子кB阳性率表达:与模型组比较,单个核细胞组、间充质干细胞组的梗死边缘区核转录因子кB阳性率明显降低(F=25.59,P=0.0001);正常心肌区核转录因子кB阳性率亦明显降低(F=18.20,P=0.0001)。④心肌细胞凋亡检测结果:与模型组比较,单个核细胞组、间充质干细胞组在心肌梗死区细胞凋亡率均明显降低(F=6.63,P=0.0027),梗死边缘区细胞凋亡率亦明显降低(F=36.07,P=0.0001)。正常心肌区单个核细胞组细胞凋亡率与模型组基本相似(F=9.69,P=0.004),但间充质干细胞组有所降低。⑤心功能与心肌细胞凋亡及心肌组织NF-кB的相关性:急性心肌梗死4周时,左心室射血分数与心肌细胞凋亡、心肌组织核转录因子кB均呈负相关(r=0.613,P=0.001;r=-0.437,P=0.033)。心肌细胞凋亡与心肌组织核转录因子кB呈正相关(r=0.672,P=0.002)。结论:经冠脉移植骨髓单个核细胞和间充质干细胞均可改善实验性急性心肌梗死动物的心功能,与梗死边缘区核转录因子кB表达降低及心肌细胞凋亡减少有关。骨髓单个核细胞移植的促血管增生作用优于间充质干细胞移植。     

经冠状动脉移植自体骨髓单个核细胞修复犬梗死心肌

背景:细胞移植治疗心肌梗死为重建受损心肌带来希望,但移植后的细胞分化以及细胞移植能否长期持久地改善心脏功能等问题均不明确.目的:观察骨髓单个核细胞经冠状动脉移植入犬梗死心肌后,在心肌组织的分布、分化情况以及对心功能的影响.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2007-07/2008-03在泰达国际心血管病医院完成.材料:成年杂种犬16只,随机分为细胞移植组10只、模型对照组6只.方法:细胞移植组于髂前上嵴或髂后上棘穿刺抽取骨髓,经Ficoll密度梯度离心法分离获取骨髓单个核细胞,行CM-Dil标记.两组犬均结扎冠状动脉前降支建立急性心肌梗死模型,于心肌梗死后2 h,细胞移植组向心肌梗死区注射骨髓单个核细胞悬液1 mL(3×107～1×108个细胞),模型对照组注射等量生理盐水.主要观察指标:血流动力学指标及超声心动图指标的变化,免疫荧光染色观察骨髓单个核细胞在心脏的迁移、分布及分化.结果:与模型对照组比较,细胞移植后6周细胞移植组血流动力学指标左室舒张末压显著降低(P<0.01),心排出量明显升高(P<0.05);超声心动图指标左室收缩末容积、左室舒张末容积均得到显著改善(P<0.01),射血分数、每搏输出量亦明显改善(P<0.05).自体骨髓单个核细胞经冠状动脉移植后,可分布于心肌梗死区及梗死周边区,并表达肌球蛋白重链、连接蛋白43.结论:自体骨鼬单个核细胞经冠状动脉移植后可分化为心肌样细胞,改善急性心肌梗死后的心功能.     

骨髓间充质干细胞移植对心肌梗死后正常心肌细胞凋亡的影响

背景:目前的研究显示,骨髓间充质干细胞移植在治疗缺血性心血管疾病中起到了重要的作用,但干细胞移植后改善缺血心肌功能的详细机制尚不明确.目的:观察骨髓间充质干细胞移植对急性心肌梗死后大鼠正常心肌细胞凋亡的影响.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2008-02/08在福建省高血压研究所完成.材料:密度梯度离心法和贴壁筛选法获得SD大鼠骨髓间充质干细胞.2周龄雄性清洁级SD大鼠16只,体质量200～250g,用于制备心肌梗死模型.方法;16只SD大鼠随机区组法分为2组,对照组:结扎冠状动脉前降支,未进行干细胞移植,只在梗死心肌周围注入等量(200 μL)的生理盐水;实验组:在心肌梗死1 h后,向梗死心肌的周围分4点(200 μL)注入同种异体骨髓间充质干细胞1×1011L-1;每组8只.于移植4周后处死动物,取梗死边缘正常心肌组织,TUNEL法检测心肌细胞凋亡形态,并计算心肌细胞凋亡率.主要观察指标:①凋亡心肌细胞的形态变化.②实验组和对照组心肌细胞的凋亡率.结果:①造模后4周,TUNEL检测显示捌亡的心肌细胞核呈深浅不一的深褐色.细胞轮廓清楚,而正常增殖的心肌细胞不被染色.②经显微镜结合计算机显微图像分析系统检测对照组、实验组心肌细胞凋亡率分别是(1.12±0.06)%,(0.81±0.02)%,两者相比差异有显著性意义(P＜0.05).结论:骨髓间充质干细胞移植在一定程度上可以抑制急性心肌梗死后正常心肌细胞凋亡的发生.     

经冠状动脉移植自体骨髓单个核细胞治疗犬急性心肌梗死

背景:近年的研究表明,细胞移植可以修复受损的心肌组织,促进缺血区域新生血管的形成,改善缺血心肌的灌注和收缩功能.目的:观察白体骨髓单个核细胞经冠状动脉移植至犬心肌梗死模型后在体内的分化及对心功能的影响.设计、时间及地点:随机列照动物实验,于2006-09/2008-04在天津泰达国际心血管病医院动物实验室完成.材料:成年杂种犬16只,体质量15～25 kg,通过结扎冠状动脉前降支中段建立急性心肌梗死模型.方法:16只杂种犬投币法随机分为移植组(n=10)和对照组(n=6),移植组于心肌梗死后2 h经冠状动脉内移植CM-Dil标记的骨髓单个核细胞:对照组注射等量生理盐水.冠状动脉结扎后2 h及6周时行超声心动图检查,移植后6周处死所有动物于梗死区及其邻近部位取材.主要观察指标:①心肌梗死后6局两组心功能指标比较.②荧光显微镜下观察骨髓单个核细胞在心肌组织中的分化情况.③透射电镜观察移植组梗死区心肌组织的变化.结果:纳入杂种犬16只,全部存活.左前降支结扎2 h后可见结扎点远端心肌组织变紫,室壁活动减弱,心电图出现ST段弓背样抬高.①对照组心肌梗死后6周和心肌梗死后2 h相比各项指标均无显著改善(P0.05).移植组术后6周时左心室射血分数、左心室收缩期末内径及左心室短轴缩短率均较心肌梗死后2 h有明显改善(P<0.01),其中左心室射血分数与对照组相比亦有明显改善(P<0.05),移植组射血分数较对照组提高7%左右.②荧光显微镜下可见移植组自体骨髓单个核细胞经冠状动脉移植后可分布于梗死区及梗死周边区.并表达肌球蛋白重链:正常心肌组织及对照组心肌组织内未见移植细胞.③透射电镜下可见移植组分化完全的血管内皮细胞及类心肌样细胞.结论:骨髓单个核细胞可在梗死区梗死周边区存活并逐渐分化成心肌样细胞,促进缺血心肌血管新生,改善心功能.     

同种异体骨髓间充质干细胞移植治疗急性心肌梗死的实验研究

目的 观察同种异体骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)移植对急性心肌梗死(acute myocardial infarefion AMI)后心肌修复和心功能的影响.方法 结扎大鼠的左冠状动脉前降支制做急性心肌梗死模型,共90只大白鼠随机分为相同数量的细胞移植组和对照组,细胞移植组45只分别为:注射后2周组、4周组及12周组,对照组再次分组同细胞移植组.细胞移植组大白鼠以前壁部分心肌颜色变暗,心电图前壁ST段抬高为制模成功.用离心的方法分离出大鼠的股骨骨髓,淋巴细胞分离液分离单个核细胞,经冲洗后,培养、传代,得到第三代骨髓间充质干细胞,用4,6二乙酰基-2-苯基吲哚(4,6-diamidino-2-phenylindole DAPI)标记.一周后将动物模型再次开胸,把干细胞悬液以点注射的方式局部注射入梗死灶的周边区,对照组注射培养基.术前、移植后2周、移植后4周及移植后12周行超声检测心功能,HE常规染色观察心肌切片,免疫荧光检查干细胞向心肌细胞的分化.数据用SPSS 10.0统计软件统计分析(成组t检验和γ2检验).以P<0.05表示差异具有统计学意义.结果 标记的骨髓干细胞在梗死心肌内存留并且分化为心肌样细胞.MSCs移植后12周超声检查发现左窒内径为(0.58±0.09)mm(P<0.05),梗死区心肌厚度为(0.25±0.01)mm(P<0.05),射血分数为(67.52±0.61)(P<0.05),左室短轴缩短率为(39.86±3.00)(P<0.05).细胞移植组梗死区心肌组织标本中均可见DAPI标记的蓝色荧光供体细胞核,心肌细胞胞浆呈绿色荧光.HE常规染色显示细胞移植组瘢痕组织较少,出现核浆比例较大、类似胎心或新生心窒细胞的细胞.结论 同种异体骨髓间充质干细胞移植可修复梗死心肌并改善梗死后心脏功能.