外周血间充质干细胞移植心肌梗死兔新生血管及心功能的变化

背景：药物治疗和支架置入治疗尚不能修复心肌梗死后已坏死的心肌。目的：观察外周血间充质干细胞移植治疗对心肌梗死兔新生血管及心功能的影响。方法：随机抽签法将36只大白兔分为假手术组,间充质干细胞移植组和对照组,结扎兔冠状动脉左室支建立心肌梗死模型。结果与结论：移植后4周,流式细胞仪分析显示绝大部分间充质干细胞表达CD44,极少量细胞表达CD34和CD45。间充质干细胞移植组梗死心肌组织有移植的间充质干细胞存活,超声心动仪示间充质干细胞移植组左心室射血分数及短轴缩短率明显高于对照组（P〈0.01）;左心室收缩末内径和舒张末内径明显小于对照组（P〈0.01）。间充质干细胞移植组心肌纤维化程度、心肌梗死面积均明显小于对照组（P〈0.01）。免疫组织化学染色显示间充质干细胞移植组新生毛细血管密度明显高于对照组（P〈0.01）。提示外周血间充质干细胞移植增加了梗死心肌新生血管密度,改善心脏的功能。     

自体骨髓间充质干细胞移植心肌梗死区后细胞因子分泌和血管新生及心肌细胞凋亡的变化

目的:经冠状动脉途径行自体骨髓间充质干细胞移植治疗急性心肌梗死已有较多改善心功能的肯定结论.实验拟验证骨髓间充质干细胞自体移植心肌梗死犬的细胞因子分泌情况,及其对血管新生和心肌细胞凋亡的作用.方法:实验于2005-12/2007-05在安徽医科大学第一附属医院动物实验室和中心实验室完成.选择健康杂种犬36只,无菌抽取犬骨髓液10 mL,经Percoll液密度梯度离心后贴壁法体外培养骨髓间充质干细胞,传2代后行5-氮胞苷诱导,5-溴脱氧尿苷标记备用.结扎冠状动脉途左前降支建立急性心肌梗死模型,术后随机分为细胞移植组、模型对照组,12只/组.细胞移植组分别在梗死区边缘4个不同部位点局部注射植入骨髓间充质干细胞悬液2 mL,模型对照组在相同对应部位注射等量DMEM培养基.术后取心肌梗死组织进行指标检测.结果:①经流式细胞仪检测,传至第3代后的骨髓间充质干细胞CD34和CD11b阳性率小于5%,CD44和CD105阳性率高达90%以上.②原位末端标记结果示,细胞移植组心肌细胞凋亡指数显著低于模型对照组(P < 0.01).③免疫组织化学检测显示,移植后2周细胞移植组梗死区微血管密度明显高于模型对照组(P < 0.05);随移植时间的延长,细胞移植组梗死区新生微血管密度逐渐增加,趋势检验差异有显著性意义(F=439.588,P < 0.01).移植后1,2,4周与模型对照组比较,细胞移植组心肌梗死区血管内皮生长因子、碱性成纤维细胞生长因子的表达均显著升高(P均 < 0.01).结论:自体骨髓间充质干细胞移植心肌梗死犬后,能分泌血管内皮生长因子、碱性成纤维细胞生长因子,诱导血管新生,同时抑制心肌细胞凋亡.     

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。     

内皮祖细胞移植对犬心肌梗死后血管新生、心肌修复及心功能的影响

目的:本实验采用犬外周血血管内皮祖细胞(EPCs)体外扩增后,经皮穿刺行心肌梗死犬心外膜下移植,观察其对急性心肌梗死后心肌再生及心功能改变的影响。方法:犬自体EPCs体外扩增后,在超声引导下,经皮穿刺行心肌梗死犬心外膜下局部注射移植入心肌梗死区域,1、2、4、8周后取心肌标本,应用超声心动图检测心功能,应用TTC染色法检测梗死心肌面积及免疫组织化学方法检测梗死区血管密度。结果:自体血管内皮祖细胞移植1、2、4、8周后梗死区血管密度高于对照组(P<0.01),且随移植观察时间的延长,血管密度逐渐增加。移植1、2、4、8周后梗死心肌面积明显小于对照组(P<0.01),且随移植观察时间的延长,梗死心肌面积逐渐减少。内皮祖细胞移植组梗死心肌瘢痕边缘毛细血管密度明显高于对照组。内皮祖细胞移植组的左室射血分数较对照组明显提高(P<0.01),且随移植观察时间的延长,左室射血分数逐渐升高。结论:自体血管内皮祖细胞移植到心肌梗死犬缺血心肌后能分化为毛细血管内皮细胞,促进梗死后心肌血管新生及心肌修复,改善心功能。     

同种异体骨髓间充质干细胞穴位移植:急性心肌梗死后血管新生及相关细胞因子的变化

背景:骨髓间充质干细胞移植途径主要包括外周静脉注射移植、冠状动脉移植以及心肌内注射移植,但存在迁移缺少靶向性,价格高昂等局限性.目的:观察同种异体骨髓间充质干细胞穴位移植兔急性心肌梗死后梗死区血管新生及相关细胞因子的变化.方法:提取兔骨髓进行骨髓间充质干细胞的分离、培养、纯化、扩增、鉴定,并标记.将55只兔随机分为正常组与手术组.手术组急性心肌梗死后1周,再随机分为3组:穴位注射干细胞组、模型对照组、穴位注射生理盐水组.5周后,取心肌组织进行免疫组织化学BrdU染色、心肌特异性肌钙蛋白T免疫组织化学染色检测;免疫组织化学法检测梗死心肌组织血小板内皮细胞黏附因子1水平;免疫组织化学法,夹心酶联免疫法、RT-PCR法、Western-Blot法检测血管内皮细胞生长因子及免疫组织化学法榆测碱性成纤维细胞生长因子.结果与结论:穴位注射的骨髓间充质干细胞可迁移至梗死区,并可以在梗死区分化为心肌样细胞.与模型对照组及穴位注射生理盐水组比较,穴位注射骨髓间充质干细胞可使梗死区及周围组织血小板内皮细胞黏附因子1表达上调,诱导梗死区及周围组织血管新生,其机制是刺激心肌组织中碱性成纤维细胞生长因子表达上调.穴位注射骨髓间充质干细胞组梗死心肌组织中和血清中血管内皮细胞生长因子表达均无上调趋势,因此推测,血管新生由碱性成纤维细胞生长因子及未知因素诱导.     

供体鼠龄对急性心肌梗死骨髓间充质干细胞移植后血管发生的影响

目的:干细胞移植后可以通过改善梗死区域血管新生而发挥改善心功能的作用。实验观察不同鼠龄骨髓间充质干细胞移植后的效果,拟验证其对急性心肌梗死动物血管发生的影响。方法:实验于2006-02/2007-05在福建省高血压研究所完成。①实验材料:清洁级SD大鼠由上海实验动物公司提供。选用2周龄雄性SD大鼠作为幼年鼠骨髓间充质干细胞来源,选用1年龄雄性SD大鼠作为老年鼠骨髓间充质干细胞来源。实验过程中对动物处置符合动物伦理学标准。②实验方法: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,观察老年与幼年大鼠骨髓间充质干细胞的凋亡情况。体外模拟梗死心肌缺血、缺氧条件,制备大鼠心肌梗死模型。将造模后大鼠随机分为3组:对照组(n=8)不进行干细胞移植,只在梗死心肌周围注入等量的生理盐水。老年鼠移植组(n=8)梗死心肌周围分4点注入同种异体老年鼠骨髓间充质干细胞,幼年鼠移植组(n=8)梗死心肌周围分4点注入同种异体幼年鼠骨髓间充质干细胞。③实验评估:干细胞移植4周后,采用Ⅷ因子免疫组织化学观察各组间血管密度的差别。结果:24只大鼠均进入结果分析。在缺血、缺氧条件下,幼年鼠骨髓间充质干细胞的抗凋亡能力强于老年鼠(P<0.05)。Ⅷ因子免疫组织化学检测显示,两移植组梗死区域均有新生血管生成,幼鼠移植组血管密度高于老年鼠移植组(P<0.05),老年鼠移植组高于对照组(P<0.05)。结论:供体年龄在一定程度上影响急性心肌梗死骨髓间充质干细胞移植后血管的发生。     

自体骨髓间充质干细胞移植急性心肌梗死犬血管内皮生长因子及血管新生的变化

背景:研究表明骨髓间充质干细胞在体内外可诱导分化为心肌样细胞,局部移植骨髓间充质干细胞可以促进血管新生,阻止心室重构,改善心功能,但具体机制尚未阐明.目的:探讨骨髓间充质干细胞心肌移植后犬体内血管内皮生长因子的表达变化以及对心肌梗死区血管新生的影响.方法:健康杂种犬随机分成实验组和对照组,均建立急性心肌梗死模型.建模后一二小时,实验组犬将BrdU标记的骨髓间充质干细胞悬液注入心肌梗死区四五个不同部位,对照组注入等量的DMEM.骨髓间充质干细胞移植4周后,酶联免疫吸附测定法检测血清中的血管内皮生长因子浓度,并采用免疫组化染色法进行毛细血管密度测定.结果与结论:移植后第1天及1,2,3,4周血管内皮生长因子的浓度实验组与对照组相比均增加(P < 0.01),且两组血管内皮生长因子的浓度均随时间呈下降趋势(P < 0.01);心肌梗死区单位面积毛细血管数实验组较对照组明显增加(P < 0.01).结果表明心肌梗死区移植骨髓间充质干细胞后使得体内血管内皮生长因子的浓度增加,并可促进心肌梗死后毛细血管新生.     

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。     

超声辐射微泡增效骨髓间充质干细胞移植治疗心肌梗死

背景:超声辐射微泡已被大量应用于临床心肌微循环诊断,其安全性已得到证实.研究显示超声靶向破坏微泡可以便骨骼肌毛细血管破坏和局部红细胞渗出,可以促进细胞穿过内皮生理屏障.目的:探讨超声辐射微泡是否可以增加骨髓间充质干细胞移植治疗心肌梗死的效果.设计、时间及地点:随机对照动物观察,于2006-10/2008-05在东南大学医学院完成.材料:2月龄中国家猪20只,随机分为超声微泡组12只,细胞对照组8只.超声微泡对比剂SonoVue,国药准字J20030117,为上海博莱信谊药业有限责任公司产品.方法:无菌条件下抽取猪骨髓液,密度梯度离心法分离纯化骨髓间充质干细胞.两组动物均建立急性心肌梗死模型,造模后14 d,超声微泡组通过OTW球囊导管先把2.4 mL超声微泡对比剂SonoVue经冠状动脉注入左前降支中段,同时在体表给予1 MHz,2W/cm2超声辐射心肌梗死区,连续辐射90 S后,再注入超顺磁性氧化铁标记的骨髓间充质干细胞5×108个;细胞对照组同法仅单纯输注骨髓间充质干细胞.主要观察指标:采用64层螺旋CT检查心功能变化,光镜观察心肌组织学检测结果,电镜观察血管内皮细胞超微结构.结果:与移植前1 d比较,移植后6周两组左心室射血分数均明显增加,且超声微泡组增加幅度高于细胞对照组(P＜0.01).与细胞对照组比较,超声微泡组普鲁士蓝阳性细胞数明显增多(P＜0.01),且多数分布于心肌梗死周边区,有2例标本可见普鲁士蓝阳性细胞分化为新生血管内皮细胞;梗死周边区毛细血管密度明显升高(P＜0.05).两组心肌血管内皮细胞超微结构无差异,但移植后0 h超声微泡组可见血管内皮间隙增宽.结论:超声辐射微泡可促进梗死心肌内猪自体骨髓间充质干细胞的移植,促进心肌血管新生,从而改善因心肌梗死而受损的心功能.     

腺病毒介导血管内皮生长因子基因转染大鼠骨髓间充质干细胞移植梗死心肌的血管再生

背景：骨髓间充质干细胞的存活率与良好的血液供应关系密切，在移植早期其自身所分泌产生的促血管生长因子不足以刺激血管新生而容易导致移植的细胞死亡。目的：观察骨髓间充质干细胞移植联合血管内皮生长因子基因转染对大鼠梗死心肌组织修复重建、血管再生的影响。设计、时间及地点：随机分组设计的细胞基因工程实验，于2006-01／2007-12在中山大学第二附属医院医学研究中心完成。材料：选取具有相同遗传背景的雄性SD大鼠40只建立急性心肌梗死模型，6~8周龄．体质量250～300g。方法：体外分离、培养、纯化SD大鼠骨髓间充质干细胞，以BrdU标记骨髓间充质干细胞。腺病毒介导血管内皮生长因子基因转染骨髓间充质干细胞。将造模后大鼠随机分为4组．每组10只：基因转染骨髓间充质干细胞组，梗死心肌内注射体外转染腺病毒介导血管内皮生长因子的骨髓间充质干细胞；骨髓间充质干细胞组，梗死心肌内注射骨髓间充质干细胞；基因转染组，注射腺病毒介导的血管内皮生长因子；对照组，注射无血清IMDN培养液。主要观察指标：移植4周后观察移植细胞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：细胞移植4周后，基因转染骨髓间充质干细胞组、骨髓间充质干细胞组移植区移植细胞表现为心肌肌钙蛋白T染色阳性，细胞呈肌样细胞形态，并且两组心功能都较移植前有明显改善，基因转染骨髓间充质干细胞组改善程度优于骨髓间充质干细胞组。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新生毛细血管，相对于单纯细胞移植与细胞因子移植，细胞移植结合血管内皮生长因子基因转染促进毛细血管新生更明显。结论：骨髓间充质干细胞移植联合血管内皮生长因子基因转染可以通过促进心肌再生和新生血管的形成来重建缺血心肌，明显改善心功能。     

Effect of mesenchymal stem cells transplantation on heart function after acute myocardial infarction]

OBJECTIVE: To investigate whether mesenchymal stem cells (MSCs) transplantation after acute myocardial infarction (AMI) can improve heart function and decrease infarct size in rabbits and their correlation. METHODS: Twenty-four rabbits were randomly divided into AMI group and MSCs group, each n=12. Exogenous MSCs labeled with bromodeoxyuridine (BrdU) were injected into the border and central area of the ischemic myocardium. Heart function was assessed with echocardiography before transplantation of MSCs and in 6th week after the transplantation. Surviving MSCs in infarcted myocardium were identified by immunohistochemistry. Infarct size was measured histologically. Correlation of heart function and infarctsize were analysed. RESULTS: Immunohistochemical stain revealed that BrdU-positive cells were seen in the infarcted myocardium in MSCs group but not in AMI group. Transplantation of MSCs was associated with a significant diminution of left ventricular end-diastolic dimension (LVEDD), and left ventricular end-systolic dimension (LVESD, both P<0.05), and left ventricular ejection fraction (LVEF) and fractional shortening (DeltaFS%)increased (both P<0.05) as compared with AMI group. Infarct size as measured histologically was significant smaller in MSCs group than AMI group (P<0.05). There were negative correlations between LVEF and infarct size in two groups (both P<0.01). CONCLUSION: Exogenous MSCs transplantation can improve heart function by decreasing infarct size and therefore it might be beneficial in the treatment of AMI.     

同种异体骨髓间充质干细胞移植急性心肌梗死大鼠缝隙连接蛋白43及缝隙连接蛋白45 mRNA的表达

背景:细胞移植可以修复受损的心肌组织,但移植细胞是否和宿主细胞形成有效的电-机械偶联,并引起移植后细胞缝隙连接蛋白重构及心律失常等尚缺乏系统观察.目前只有少数研究发现心肌梗死后缝隙连接蛋白45表达上谓,而对于骨髓间充质干细胞移植后缺血区缝隙连接蛋白45的表达尚无报道.目的:课题组假设通过改变缝隙连接蛋白水平、干预异常的GJ通道,来尝试治疗心肌梗死后心律失常,为此探讨同种异体骨髓间充质干细胞移植对心肌梗死大鼠缝隙连接蛋白43及缝隙连接蛋白45 mRNA表达的影响.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2008-01/2009-05在广西医科大学实验中心完成.材料:健康Wistar大鼠180只,随机分为正常对照组、假手术组、心肌梗死组、细胞移植组,45只,组.各组按干预后4,8,12周又分为3个亚组,15只/亚组.另取1月龄健康雄性Wistar大鼠20只,用于分离培养骨髓间充质干细胞.方法:取传至第3代的大鼠骨髓间充质干细胞,加入10 μmol/L 5-氮胞昔进行诱导,4周后用于移植,在移植前2 h行DAPI标记.心肌梗死组、细胞移植组大鼠建立急性心肌梗死模型,假手术组只穿线不结扎冠状动脉.造模后7 d,细胞移植组将2×10~(10) L~(-1)骨髓间充质干细胞悬液分多点注射到心肌梗死的边缘区和中心区,心肌梗死组、正常对照组、假手术组均注射等量生理盐水.主要观察指标:荧光定量PCR法检测缝隙连接蛋白43及缝隙连接蛋白45 mRNA的表达.结果:①干预后4,8,12周,各组正常区缝隙连接蛋白43、缝隙连接蛋白45 mRNA表达基本相似.②与正常区比较,心肌梗死组、细胞移植组缺血区的缝隙连接蛋白43 mRNA表达均显著减少(P＜0.01),缝隙连接蛋白45 mRNA表达均显著增加(P＜0.01).③同一时间点与心肌梗死组比较,细胞移植组缺血区缝隙连接蛋白43mRNA表达显著增高(P＜0.01),缝隙连接蛋白45 mRNA表达显著减少(P＜0.01).结论:课题创新性证实急性心肌梗死导致心肌缝隙连接蛋白43 mRNA水平下降,缝隙连接蛋白45 mRNA水平升高.5-氮胞苷诱导的同种异体骨髓间充质干细胞移植后,能上调梗死边缘区缝隙连接蛋白43 mRNA的表达.并下调边缘区缝隙连接蛋白45mRNA的表达.     

骨髓间充质干细胞移植对兔急性心肌梗死后胶原重构的影响

背景:研究发现干细胞移植可明显改善心肌梗死后心功能,以往认为主要与干细胞分化为心肌细胞和促血管新生作用有关,近来研究显示旁分泌、抑制心室重构尤其是细胞外胶原重构对心功能的改善起重要作用.目的:探讨骨髓间充质干细胞移植对兔急性心肌梗死后胶原重构的影响.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2007-06/08在辽宁中医药大学针灸电生理实验室完成.材料:健康日本大耳白兔57只,购自辽宁中医药大学实验动物中心.方法:取2只兔用于制备骨髓间充质干细胞,移植前行BrdU标记.余55只兔取10只作为正常组,45只结扎冠状动脉左室支建立心肌梗死模型,共30只成功造模,随机分为模型组、盐水组、细胞移植组,10只,组.兔心肌梗死后7 d,细胞移植组经耳缘静脉注射骨髓间充质干细胞悬液1 mL(2×10<'6>个细胞),盐水组注射1 mL生理盐水,造模后饲养5周.主要观察指标:采用Masson三色染色法观察心肌间质纤维结构及测量胶原容积分数,免疫组化法测量Ⅰ/Ⅲ型胶原比值.结果:细胞移植组心肌梗死区可见Brdu染色阳性细胞.细胞移植组梗死中心区和交界区内胶原纤维融合较少,排列有序;模型组和盐水组梗死中心区和交界区内胶原纤维斑块状融合明显,排列紊乱.心肌梗死5周后与正常组比较,模型组梗死区及梗死周围区胶原容积分数显著增加(P<0.05),Ⅰ/Ⅲ型胶原比值显著下降(P<0.05);与模型组比较,细胞移植组胶原容积分数、Ⅰ/Ⅲ型胶原比值均显著下降(P<0.05).结论:静脉移植骨髓间充质干细胞可以在心肌梗死区定植,通过减少胶原形成、改善胶原结构来抑制心肌梗死后胶原重构.     

磁共振活体示踪经冠状动脉骨髓间充质干细胞移植:验证其与病理组织学结果的一致性

背景:目前动物实验及临床研究证明经冠状动脉移植骨髓间充质干细胞可改善心肌梗死后的心脏功能,但骨髓间充质干细胞经冠状动脉移植后能否到达心肌梗死部位仍存在争议.目的:磁共振活体示踪经冠状动脉注射的骨髓间充质干细胞能否到达心肌梗死部位.方法:全骨髓法分离培养猪骨髓间充质干细胞,超顺磁性氧化铁标记后胰酶消化,调整细胞浓度为10~(10)L~(-1).10只猪均建立心肌梗死模型,造模后1周通过OTW球囊导管经冠状动脉将标记好的骨髓间充质干细胞悬液定向移植至梗死区.普鲁士蓝染色评价细胞标记效率,采用快速梯度回波序列完成长轴位四腔心和二腔心扫描,在以长轴位四腔心和二腔心为定位相,垂直于室间隔获得左心室短轴位图像.结果与结论:超顺磁性氧化铁可安全有效标记骨髓间充质干细胞,经冠状动脉注射的骨髓间充质干细胞能到达心肌梗死区及交界区,磁共振能示踪到超顺磁性氧化铁标记的骨髓间充质干细胞,示踪结果与病理组织学检查一致,且磁共振示踪时间可长达5周.     

同种异体骨髓间充质干细胞移植对扩张型心肌病模型兔心功能与结构及电生理的影响

背景：近年来通过细胞移植修复扩张型心肌病受损心肌、提高心功能已成为研究热点，但细胞移植后对心脏电生理的影响仍有待观察。目的：观察同种异体体内移植骨髓间充质干细胞移植后对扩张型心肌病模型兔心功能、结构及电生理的影响。设计，时间及地点：随机对照动物实验。于2004-01／2006—05在重庆医科大学附属儿科研究所电生理实验室完成。材料：选用43只新西兰白兔，体质量3．0～3．5kg，雌雄不拘。阿霉素为浙江海正医药公司产品，生产批号为050307。SSD-5000超声诊断仪为日本Aloka生产，RM6240多导电生理记录仪为成都仪器厂生产。方法：①摸球法将实验兔随机分为正常组（n=12），细胞移植组（n=13），模型组（n=13），后两组实验兔参考Amoda等的方法采用阿霉素诱导扩张型心肌病模型，每次1mg／kg，每周2次，连续8周，正常组不造模。获取剩余5只实验兔骨髓原液，用贴壁筛选法分离、扩增、纯化骨髓间充质干细胞。②细胞移植组及模型组模型建立成功后3周暴露心脏，将细胞分4点注射到左室前壁，模型组于相同条件下注射等体积DMEM／F12培养基。正常对照组在相同条件下不注射任何药品。主要观察指标：移植后4周，①采用超声诊断仪检测3组大鼠左室舒张末期内径、左室收缩末期内径、左室射血分数、左室短轴缩短率等心功能指标。②应用多导电生理记录仪检测大鼠心肌单相动作电位振幅、0相上升的最大速率、单相动作电位时程从激动开始至复极完成50％及90％的时间，记为MAPD50及MAPD90。③取细胞移植组移植区心肌及模型组心肌标本，行透射电镜及光镜下组织学观察，同时进行植入细胞肌钙蛋白T和缝隙连接蛋白43的免疫荧光检测。结果：纳入实验兔43只，细胞移植组中各有9只因阿霉素急、慢性毒性作用以及手术后感染原因死亡，其余25只均进入结果分析。①心功能检测结果：细胞移植组实验兔左室收缩末期内径较模型组减小，左室射血分数、左室短轴缩短率均高于模型组，差异有统计学意义（P〈0．05）。②心电生理检测结果：细胞移植组实验兔MAPD50、MAPD90短于模型组，差异有统计学意义（P〈0．05）。③心肌组织学观察：模型组可见心肌细胞呈广泛的水肿和显著的空泡变性改变，电镜示心肌细胞线粒体肿胀，增生，肌节长短不一，出现异常收缩带，可见局部心肌溶解，细胞移植组移植区组织与之相比，各种受损表现较轻，且移植细胞有肌钙蛋白T和缝隙连接蛋白43的表达。结论：同种异体体内移植骨髓间充质干细胞后在一定程度上可改善扩张型心肌病模型兔心功能，减轻病理损害，并可能抑制心电紊乱的进一步发展。     

组织多普勒超声心动图评价心肌病兔骨髓基质细胞移植后的心肌功能

背景:组织多普勒超声心动图被证明可以用来评价心脏的整体和局部功能,但用于评价骨髓基质细胞移植对阿霉素所致兔心肌病的连续观察研究较少.目的:利用组织多普勒超声心动图评价骨髓基质细胞直接注射治疗阿霉素所致心肌病心肌功能的变化.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2002-09/2003-12在华中科技大学同济医学院附属协和医院超声科实验室完成.材料:雄性成年日本大耳白兔28只,体质量(2.0±0.2)kg,利用阿霉素诱导其中20只制备扩张型心肌病模型.方法:造模成功后,20只白兔分为细胞移植组和PBS组,每组10只.8只生理盐水处理组作为假手术组.细胞移植组于实验开始第8周每只兔分别取其骨髓进行骨髓基质细胞培养.第12周进行细胞荧光标记后,于心外膜直接注射回各自兔的左室侧壁心肌处.PBS组于第12周注射相同剂量的PBS培养液作为对照.另外8只作为假手术组仅开胸,每次给予相同剂量生理盐水.主要观察指标:细胞移植前及移植后4周利用常规和组织多普勒超声心动图评价左室整体和局部功能;组织学和荧光检测观察心肌细胞形态变化.结果:①细胞移植组组织多普勒发现局部注射区组织速度增高,由[4.0±1.1)cm/s到(5.3±1.2)cm/s(P＜0.05),而整体功能未见明显改善.PBS组及假手术组整体和局部心肌功能均未见改善.②细胞移植后4周存活的细胞仍可见DAPI荧光标记.组织学检查发现注射区附近心肌损伤减轻.凋亡较少.结论:骨髓基质细胞治疗扩张型心肌病可以改善局部心肌功能,组织多普勒可以检测出局部心肌功能的改善,为细胞移植提供了一种有效的评价手段.     

骨髓间充质干细胞移植治疗大鼠心肌梗死及随后的心肺复苏

背景:至目前为止发表的心肺复苏论文所使用的基本为健康动物,而临床实际情况是在心肺复苏发生之前患者大多有严重的心脏疾病,并导致了心室颤动的发生.目的:实验力图接近临床实际,观察骨髓间充质干细胞移植后心肌梗死大鼠心功能的变化,及对其心肺复苏结果的影响.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2007-04/08在美国南加州大学和中山大学附属第二医院联合完成.材料:成年SD雄性大鼠18只,随机分为模型对照组、细胞移植组,9只/组.另取1月龄SD大鼠1只用于制备骨髓间充质干细胞.方法:两组大鼠均结扎左前降支冠状动脉建立心肌缺血模型,4周后再次开胸,细胞移植组梗死心肌局部注射PKH26荧光标记的骨髓间充质干细胞悬液0.1 mL(5×106个细胞),模型对照组同法注射等量PBS.4周时诱导心室颤动及进行心肺复苏.主要观察指标:移植后2,4周用超声心动图测量心功能;测量心肺复苏前及心肺复苏后4 h内的血液动力学参数的变化;在心肺复苏72 h后取心肌组织进行病理切片检查.结果:与模型对照组比较,移植后2,4周细胞移植组射血分数均明显升高(P<0.01).在心肺复苏前及心肺复苏后4 h内,与模型对照组比较,细胞移植组心脏指数、左心室收缩压力上升到40 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)时的上升速率、左心室舒张速率、左心室舒张末压均有明显改善(P<0.01,P<0.05).与模型对照组比较,细胞移植组大鼠心肺复苏后可生存至72 h,生存时间明显延长(P<0.05).病理切片结果显示心肌内存在大量PKH26标记的骨髓间充质干细胞.结论:大鼠心肌梗死后,骨髓间充质干细胞移植治疗能明显改善其心功能、心肺复苏前后的血流动力学参数以及生存时间.     

Effect of transplantation of bone marrow stem cells on myocardial infarction size in a rabbit model

BACKGROUND:

Intravenous transplantation has been regarded as a most safe method in stem cell therapies. There is evidence showing the homing of bone marrow stem cells (BMSCs) into the injured sites, and thus these cells can be used in the treatment of acute myocardial infarction (MI). This study aimed to investigate the effect of intravenous and epicardial transplantion of BMSCs on myocardial infarction size in a rabbit model.

METHODS:

A total of 60 New Zealand rabbits were randomly divided into three groups: control group, epicardium group (group I) and ear vein group (group II). The BMSCs were collected from the tibial plateau in group I and group II, cultured and labeled. In the three groups, rabbits underwent thoracotomy and ligation of the middle left anterior descending artery. The elevation of ST segment >0.2 mV lasting for 30 minutes on the lead II and III of electrocardiogram suggested successful introduction of myocardial infarction. Two weeks after myocardial infarction, rabbits in group I were treated with autogenous BMSCs at the infarct region and those in group II received intravenous transplantation of BMSCs. In the control group, rabbits were treated with PBS following thoracotomy. Four weeks after myocardial infarction, the heart was collected from all rabbits and the infarct size was calculated. The heart was cut into sections followed by HE staining and calculation of infarct size with an image system.

RESULTS:

In groups I and II, the infarct size was significantly reduced after transplantation with BMSCs when compared with the control group (P<0.05). However, there was no significant difference in the infarct size between groups I and II (P>0.05).

CONCLUSION:

Transplantation of BMSCs has therapeutic effect on MI. Moreover, epicardial and intravenous transplantation of BMSCs has comparable therapeutic efficacy on myocardial infarction.KEY WORDS: Bone marrow stem cells, Acute myocardial infarction, Epicardial transplantation, Intravenous transplantation, Infarct size, Rabbit     

接受骨髓间充质干细胞移植的心肌梗死后慢性心力衰竭大鼠心肌组织基质金属蛋白酶及抑制剂的变化

背景:Ⅰ型及Ⅲ型胶原含量与比例的变化是促使心脏几何形态改变、心肌收缩和舒展功能的重要因素,基质金属蛋白酶2及抑制剂是胶原代谢的主要调节物质。心肌梗死后心力衰竭大鼠接受骨髓干细胞移植后,心肌组织中这些指标会发生哪些变化?目的:观察接受骨髓干细胞移植治疗的心肌梗死后慢性心力衰竭大鼠,心肌组织中胶原含量与比例、基质金属蛋白酶2及抑制剂的变化。设计:随机对照实验。单位:解放军总医院老年心血管病科和北京医科大学生物化学系。材料:实验于2004-07/2005-12在北京医科大学生物化学系周春燕实验室完成。实验动物由北京医科大学动物实验中心提供,选取4周龄清洁级雄性SD大鼠用于骨髓间充质干细胞的制备,200~250g清洁级雌性SD大鼠14只用于心肌梗死后心力衰竭模型的制备,实验过程中对动物处置符合动物伦理学标准。方法:采用梯度离心法与贴壁培养法分离纯化、扩增骨髓间充质干细胞。结扎雌性SD大鼠左冠状动脉制作急性心肌梗死后心力衰竭模型。造模成功4周后将14只大鼠随机分为2组:移植组大鼠梗死后心肌瘢痕区接受雄性SD大鼠来源的5×106骨髓间充质干细胞。对照组大鼠梗死后心肌瘢痕区接受等体积磷酸盐缓冲液。每组7只。主要观察指标:移植治疗后21d:①以苏木精-伊红染色和Masson染色评价左心室形态。②以免疫组织化学分析心肌基质金属蛋白酶2及抑制剂与瘢痕区Ⅰ型及Ⅲ型胶原的变化。③以Western杂交检测基质金属蛋白酶2及抑制剂蛋白的变化。结果:14只大鼠均进入结果分析,无脱失值。与对照组大鼠比较,骨髓间充质干细胞移植大鼠心肌梗死瘢痕区Ⅰ型胶原增加,Ⅲ型胶原降低,心肌组织基质金属蛋白酶抑制剂表达增加,基质金属蛋白酶2表达降低,心室壁增厚,心室腔缩小,心功能增强。结论:骨髓间充质干细胞移植心力衰竭大鼠后,基质金属蛋白酶2及抑制剂发生了动态变化,进而影响瘢痕区胶原比例重建,逆转心力衰竭心脏异常的胶原平衡。