经冠状动脉自体骨髓间充质干细胞移植治疗小型猪急性心肌梗死

目的评价经冠状动脉移植体外分离培养自体骨髓间充质干细胞(MSCs)治疗急性心肌梗死(AMI)的可行性及疗效.方法通过结扎冠状动脉左前降支90 min后恢复血流的方法建立AMI模型.采用密度梯度离心法分离骨髓单个核细胞、传代培养后,在AMI造模10～14 d后将培养扩增的自体MSCs经冠状动脉植入梗死区,应用超声心动图观察移植前后心功能变化情况,冰冻切片荧光显微镜示踪4',6-二脒-2-苯基吲哚(DAPI)标记的MSCs,Ⅷ因子免疫荧光染色测定新生血管数目.结果MSCs生长呈纺锤样,生长旺盛呈旋涡样;DAPI标记率为l00%.AMI造模10～14 d后MSCs移植数量平均为(4～6)×107个,移植术后3个月,MSCs治疗组与对照组比较,左心室射血分数(LVEF)显著升高[(54.65±3.39)%vs(43.98±4.21)%(P＜0.01)],可见DAPI标记胞核为蓝色荧光的移植细胞,MSCs治疗组与对照组比较,新生血管数目显著升高[(13.28±4.39)vs(4.27 2.28)个,(P＜0.01)].结论通过体外培养扩增在短期内可以获得相当数量的生物性状稳定的MSCs,在AMI造模10～14 d后进行经冠状动脉MSCs自体移植,促进左室功能的恢复.MSCs移植与目前广泛运用的介入治疗相结合,方法简便、经济、有效,可望改善AMI患者的预后,具有良好的临床应用前景.     

骨髓间充质干细胞移植对猪心肌梗死后TGF-β1、MMP-1的影响

目的 研究经冠状动脉注射自体骨髓间充质干细胞对心肌梗死后左心室舒缩功能和血清TGF-β1、MMP-1的影响.方法 10只太湖梅山猪通过介入栓塞冠状动脉建立心肌梗死动物模型.随机分为移植组,梗死4周后注射MSCs;对照组,梗死4周后注射DMEM;每组5只.抽取实验猪髂骨骨髓体外分离、培养、纯化,得到MSCs,通过介入法将约1.0×107的MSCs注入梗死4周的实验猪冠状动脉栓塞远端.观察移植后1周、4周时的左心室舒缩功能变化,观察不同时点血清TGF-β1和MMP-1的含量.结果 MSCs移植后4周,+dp/dtmax、-dp/dtmax较移植前和对照组明显提高(P<0.01);干细胞移植后不同时点的血清TGF-β1含量不断减少但到2周时达谷值(P<0.01),对照组仅有轻度的下降趋势;干细胞移植后1周时的血清MMP-1含量增加,2周后达到高峰(P<0.01),而对照组则稳定维持在移植前水平.结论 经冠脉自体MSCs移植能够明显改善心肌梗死后左心室的舒缩功能,降低TGF-β1在血清中的水平,同时促进MMP-1的合成、分泌.     

曲美他嗪联合骨髓间质干细胞移植治疗急性心肌梗死的实验研究

目的探讨曲美他嗪(TMZ)能否改善骨髓间质干细胞(MSCs)在体外缺氧模型及急性心肌梗死(AMI)大鼠心脏的存活。方法加入或未加入TMZ的MSCs在无血清培养基培养并缺氧暴露12h,采用透射电子显微镜和流式细胞仪检查第3代MSCs的活力和凋亡。30只Wistar大鼠随机分为AMI对照组、MSCs组及(MSCs+TMZ)组,结扎左冠状动脉前降支制备AMI模型。将MSCs注入梗死心肌边缘[(MSCs组和(MSCs+TMZ)组)]。(MSCs+TMZ)组的大鼠在AMI前3d开始至AMI后28d加喂TMZ。移植28d后,超声心动图评估心脏结构和功能。免疫荧光染色检测移植细胞在体内的存活和分化。TUNEL法检测细胞凋亡。收集TMZ治疗开始前和AMI后24、48h的血液样本,测量C反应蛋白(CRP)与肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的变化。结果缺氧培养下,TMZ处理过的MSCs细胞凋亡降低了一半。在体内与AMI对照组相比,MSCs组和(MSCs+TMZ)组的心肌梗死面积显著缩小,心功能明显改善。与单纯MSCs移植相比,TMZ与MSCs移植的组合治疗表现出了更低的干细胞凋亡、更高的干细胞存活、更小的心肌梗死面积和进一步改善的心功能。各组之间CRP、TNF-α的基线水平并无显著差异,然而24h时(MSCs+TMZ)组的所有参数均低于MSCs组。结论 MSCs移植添加TMZ治疗AMI增加MSCs存活和心脏功能的恢复上优于单纯MSCs移植,抑制炎症因子表达可能是其机制之一。     

自体骨髓间充质干细胞移植对猪急性心肌梗死再灌注后心功能的影响

目的 初步观察自体骨髓间充质干细胞(MSCs)移植后在心梗区存活并分化为心肌细胞的情况,探讨MSCs经冠脉移植对急性心肌梗死后心功能的影响及其可能机制.方法 13头巴马香猪随机分为MSCs移植组(n=7)和DMEM培养液对照组(n=6).经髂后上棘抽取骨髓,密度梯度结合贴壁培养法分离、纯化、扩增MSCs.通过心导管介入球囊封堵冠状动脉左前降支(LAD)第2对角支以远建立急性心肌梗死模型.模型建立后即刻,细胞移植组和对照组分别经梗死相关冠脉注入4,6-二咪基-4-联苯基吲哚(DAPI)标记过的MSCs和DMEM培养液.于心梗前、细胞移植后4周对猪进行超声心动图检查.移植后4周处死动物,观察心脏大体结构,苏木精-伊红染色及Masson三色染色法观察显微结构改变.通过免疫组化检测移植细胞的肌钙蛋白T (Cardiac Troponin T,c-TnT)、缝隙连接蛋白43 (Connexin43,Cx-43)的表达.结果 移植后4周,MSCs移植组和对照组比较射血分数(LVEF)显著提高(P＜0.05),左室收缩末期内径(LVESD)和左室舒张末期内径(LVEDD)显著减小(P＜0.05).苏木精-伊红染色发现对照组病变区心肌变性、坏死,大量炎性细胞浸润,梗死区与非梗死区界限清楚,移植组梗死区与非梗死区界限不清,且在梗死区中可见部分排列相对整齐的肌纤维结构.Masson染色显示移植组梗死区和交界区内胶原纤维融合较少,排列较为有序,而对照组梗死区和交界区内胶原纤维斑块状融合明显,排列紊乱.MSCs移植组DAPI阳性细胞c-TnT、Cx-43表达阳性.结论 在急性心肌梗死造模后即刻进行经冠状动脉MSCs自体移植,MSCs可以在梗死局部存活并向心肌细胞分化,从而抑制左室重构,显著改善心功能.     

自体骨髓间充质干细胞移植治疗心肌梗死后心力衰竭的实验及临床研究

目的 观察自体骨髓间充质干细胞(MSCs)移植对心肌梗死后心力衰竭的疗效.方法 选择21只中国小型家猪,应用闭胸经股动脉介入法制作心肌梗死后心力衰竭模型,术后动物左室射血分数(LVEF)<45%、B型钠脲肽(BNP)水平>100pg·ml-1为心力衰竭建模成功.随机将动物分为实验组(n=11)和对照组(n=10),术后2周内实验组及对照组经冠状动脉途径分别移植MSCs及磷酸盐缓冲液,8周后,行心脏彩超、单光子发射型计算机断层扫描(ECT)及BNP检查,观察心功能的改变.同时,选择心肌梗死致心力衰竭[左室射血分数(LVEF)<45%,BNP>100pg·ml-1]患者8例,发病2周内经皮冠状动脉途径植入MSCs,术前及术后8周行心脏彩超、ECT及BNP检查,监测心功能的变化.结果 动物实验组和对照组分别有8头和7头猪造模成功;心脏彩超结果显示:实验组MSCs移植后LVEF由(39±1.70)% 增加至 (51±3.52)%,ECT心血池显像显示LVEF由(35.08±3.12)% 升高至 (52.15±1.21)%,BNP水平由移植前的(298±17)pg·ml-1下降至(87±15)pg·ml-1;对照组以上指标无明显改变.临床观察显示:MSCs移植后患者心脏彩超显示LVEF由(34.06±2.13)%增加至(52.08±1.02)%,ECT心血池显像显示LVEF由(34.12±3.09)%增加至(53.03±1.01)%,BNP水平由(326±34)pg·ml-1降低至(101±7)pg·ml-1.结论 自体MSCs移植是治疗急性心肌梗死后心力衰竭安全、有效的新方法.     

MRI评价自体骨髓间充质干细胞移植治疗AMI效果的实验研究

目的探讨移植自体骨髓间充质干细胞对急性心肌梗死的治疗效果。方法选取10只2月龄小型家猪抽取骨髓,分离培养自体骨髓间充质干细胞,经外周动脉介入法制备小型猪的心肌梗死模型。造模成功后7 d经冠状动脉注入自体骨髓间充质干细胞(实验组)以及生理盐水(对照组),分别在心肌梗死后7 d和移植后1个月行核磁共振(MRI)检查,评价心功能的变化。结果移植后1个月实验组左心室射血分数(0.50±0.06)明显高于对照组(0.39±0.09)(P<0.05)。结论自体骨髓间充质干细胞移植治疗急性心肌梗死可以明显改善梗死区心肌收缩功能,MRI可以显示心肌梗死的透壁程度及梗死区的范围,可以通过测量舒张末期容积与收缩末期容积来计算左室的射血分数,反映左心功能变化。     

超声微泡辅助干细胞移植治疗急性心肌梗死的实验研究

目的:探讨超声微泡在自体骨髓间充质干细胞(BMMSCs)移植治疗猪急性心肌梗死(AMI)改善心功能中的作用。方法:选取14只3~4月龄小型家猪,抽取骨髓,分离、培养、标记BMMSCs,球囊封堵猪左冠状动脉前降支(LAD)建立AMI模型,分为实验组(超声微泡作用下移植干细胞,n=8)和对照组(无超声微泡作用,n=6),7 d后向LAD梗死处输注自体BMMSCs移植治疗。在移植前1 d和移植后6周分别行64层螺旋CT心脏扫描及组织病理学检查。结果:与对照组相比,实验组心功能改善更为明显,梗死区毛细血管数(16.37±3.20vs9.50±1.87,P<0.05)、普鲁士蓝染色阳性细胞数(71.63±14.09vs40.67±9.48,P<0.05)、结蛋白免疫组化染色阳性细胞数(31.88±4.16vs19.00±2.28,P<0.05)均明显增加。结论:超声微泡增效自体BMMSCs移植治疗AMI,能更有效地改善心肌梗死后的心功能,促进血管新生。     

联合应用粒细胞集落刺激因子和骨髓基质干细胞治疗急性心肌缺血的实验研究

目的 探讨粒细胞集落刺激因子和自体骨髓基质干细胞(MSCs)移植共同应用对心肌缺血的治疗作用.方法 采用MSCs在体外培养扩增.在结扎冠状动脉造成急性心肌缺血后,把被5溴-2脱氧尿苷(BrdU)标记后的MSCs移植到自体的缺血心肌中,同时腹腔注射粒细胞集落刺激因子5 d.4周后通过激光共聚焦显微镜验证移植后的MSCs是否向心肌细胞分化,通过心脏彩超和多导生理记录仪测定缺血心肌在移植自体MSCs后是否能提高心功能.另外,用Masson氏三色染色法从左室中断面切片量化心肌梗死范围.结果 移植4周后,MSCs向心肌细胞分化,表达出α-横纹肌肌动蛋白和存在于心肌闰盘中的connexin43,联合应用粒细胞集落刺激因子和MSCs的治疗组左心室收缩功能恢复较好,心肌梗死面积最小,单独应用MSCs移植的治疗组次之,对照组心肌左室收缩功能恢复较差,心肌梗死面积最大.结论 MSCs移植后可以向心肌细胞分化,粒细胞集落刺激因子可以动员机体内自体MSCs到心肌缺血区域,二者联合应用对于缺血心肌有协同治疗作用.     

二维斑点追踪技术评价急性心肌梗死患者PCI前后左心室节段收缩功能

目的:探讨二维斑点追踪技术(2D-STI)在评价急性心肌梗死(AMI)患者急诊经皮冠状动脉介入术(PCI)前后左心室节段收缩功能中的价值。方法:选择AMI并成功行急诊PCI的患者共53例,其中急性下壁梗死(AMIinf)患者28例(AMIinf组),急性前壁心肌梗死(AMIant)患者25例(AMIant组),同期健康体检者30例作为对照组,采用2D-STI测量各组左心室各壁收缩期纵向应变峰值(前壁、下壁、侧壁、后壁、前间隔、后间隔)以及AMI患者PCI后1月的上述参数的变化。结果:与对照组比较,AMIinf组PCI术前左心室下壁纵向应变(SLinf)、AMIant组PCI术前左心室前壁纵向应变(SLant)均显著减低;PCI术后1月,AMIinf组SLinf、AMIant组SLant较术前显著增加,SLinf及SLant仍低于对照组。结论:2D-STI可准确评价AMI梗死节段心肌PCI前后收缩功能,为临床提供有价值的信息。     

经皮球囊扩张封堵冠状动脉前降支制备巴马香猪急性心肌梗死模型

目的探讨经皮球囊扩张封堵冠状动脉前降支（LAD）制备巴马香猪急性心肌梗死（AMI）模型的方法及可行性。方法经右股动脉置人冠状动脉球囊导管至左前降支;预适应3～4次,每次球囊充盈30s,间隔5～10min;以3～5atm扩张球囊封闭LAD远端血流,40min后撤除球囊。结果8头巴马香猪中有6头存活,造模成功率为75％。模型梗死面积变异系数为11．7％（33．2±3．9）。封堵后心电图呈动态变化,心肌酶学指标（CK、CK—MB、cTnI、Myo、LDH）较术前明显升高,心脏彩超左心室舒张末内径、左心室舒张末容积及左心室收缩末容积均增大,LVEF均下降,部分实验猪出现心室壁瘤,TIC染色、HE染色证实心肌梗死模型建立成功。结论经皮球囊扩张封堵法制备巴马香猪急性心肌梗死模型成功率高,保持了梗死区冠脉可重复进行造影,为干细胞植入梗死区心肌治疗AMI提供了较好的动物模型。     

经冠状动脉病变血管植入体外培养扩增的自体骨髓间充质干细胞对急性心肌梗死区的疗效研究

目的 探讨经冠状动脉病变血管植入体外培养扩增的自体骨髓间充质干细胞(MSCs)对急性心肌梗死区的影响.方法 体外扩增培养巴马香猪MSCs.用球囊扩张封堵冠状动脉前降支制备巴马香猪急性心肌梗死模型,成模1个月后,经冠状动脉前降支植入体外扩增培养的自体MSCs至急性心肌梗死区,观察其对心肌梗死区的影响.结果 梯度离心法分离...     

老年骨髓基质细胞移植治疗急性心肌梗死实验研究

目的 :观察老年大鼠骨髓基质细胞 (MSC)能否在急性心肌梗死环境中存活、增殖和向心肌样细胞分化。方法 :选用老年近交系Wistar大鼠 ,取供体鼠MSC ,体外扩增 ,DAPI荧光标记。受体鼠经左冠状动脉结扎建立急性心肌梗死模型。 1周后将标记的MSC用直接注射方式移植到梗死灶中 ,移植后 3、7、14d取材 ,观察梗死灶中MSC分布、扩散及心肌特异性蛋白T(TnT)的表达。结果 :在不同移植时间梗死灶中都发现DAPI阳性的细胞 ,且细胞计数随移植时间延长而增多。部分细胞表达TnT ,其中少数细胞出现心肌样横纹。结论 :老年大鼠MSC可在急性心肌梗死环境中存活、增殖 ,有向心肌样细胞分化的能力。     

移植的间充质干细胞与宿主心肌匹配整合实验研究

目的 探索间充质干细胞(MSCs)分化的心肌样细胞与宿主心肌匹配的解剖结构基础.方法 采用成年近交系Wistar大鼠,经左冠状动脉前降支结扎1 h建立心肌缺血再灌模型.术后1周,将来自同种供体、经体外扩增和Rt-GFP转染MSCs后植入梗死区.移植后4周测定心脏功能.随后取材、连续冰冻切片,观察心肌组织形态学的变化及MSCs分化的心肌样细胞缝隙连接(Connexin-43)的表达.结果 植入梗死区中的MSCs表达Connexin-43.移植组梗死区面积缩小,左心室壁厚度增加,心脏功能改善.结论 移植的MSCs通过分化为心肌样细胞,并与宿主心肌细胞形成电机械匹配结构即缝隙连接(Connexin-43),使新增加的心肌细胞能够与宿主心肌同步收缩,从而更有效改善心脏功能.     

兔骨髓间充质干细胞移植治疗心肌梗死的实验研究

目的:探讨骨髓间充质干细胞(mesenehymal stem cells,MSCs)移植对兔心肌梗死(myoeardial infarction,MI)的治疗作用。方法:大耳白兔38只,2只用于提供MSCs,余36只随机分为对照组、MI组和MSCs移植组。采用结扎左冠状动脉前降支方法制作MI模型,在MI后1小时将DAPI标记的MSCs移植至梗死区,对照组注射等量PBS。术前、术后2周、4周分别做超声心动图检查其心功能变化。术后4周处死兔.取心梗区组织进行组织学观察。结果:心梗4周后,MSCs组心肌组织冷冻切片中可以观察到DAPI标记细胞存在。MSCs组心功能和毛细血管密度与MI组比较差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:经5-aza诱导的MSCs同种异体移植入兔MI模型的受损心肌后能存活并改善宿主的心功能。     

Protective effects of trimetazidine on bone marrow mesenchymal stem cells viability in an ex vivo model of hypoxia and in vivo model of locally myocardial ischemia

Bone marrow mesenchymal stem cells (MSCs) have shown potential for cardiac repair following myocardial injury,but this approach is limited by their poor viability after transplantation.The present study was to investigate whether trimetazidine (TMZ) could improve survival of MSCs in an ex vitro model of hypoxia,as well as survival,differentiation,and subsequent activities of transplanted MSCs in rat hearts with acute myocardial infarction (AMI).MSCs at passage 3 were examined for their viability and apoptosis under a transmission electron microscope,and by using flow cytometry following culture in serumfree medium and exposure to hypoxia (5% CO2,95% N2) for 12 h with or without TMZ.Thirty Wistar rats were divided into 3 groups (n=10 each group),including groupⅠ(AMI control),groupⅡ (MSCs transplantation alone),and group Ⅲ (TMZ+MSCs).Rat MSCs (4×107) were injected into peri-infarct myocardium (MSCs group and TMZ+MSCs group) 30 min after coronary artery ligation.The rats in TMZ+MSCs group were additionally fed on TMZ (2.08 mg?kg-1?day-1) from day 3 before AMI to day 28 after AMI.Cardiac structure and function were assessed by echocardiography at 28th day after transplantation.Blood samples were collected before the start of TMZ therapy (baseline),and 24 and 48 h after AMI,and inflammatory cytokines (CRP,TNF-α) were measured.Then the sur-vival and differentiation of transplanted cells in vivo were detected by immunofluorescent staining.The cellular apoptosis in the peri-infarct region was detected by using TUNEL assay.Furthermore,apoptosis-related proteins (Bcl-2,Bax) within the post-infarcted myocardium were detected by using Western blotting.In hypoxic culture,the TMZ-treated MSCs displayed a two-fold decrease in apoptosis under serumfree medium and hypoxia environment.In vivo,cardiac infarct size was significantly reduced,and cardiac function significantly improved in MSCs and TMZ+MSCs groups as compared with those in the AMI control group.Combined treatment of TMZ with MSCs implantation demonstrated further decreased MSCs apoptosis,further increased MSCs viability,further decreased infarct size,and further improved cardiac function as compared with MSCs alone.The baseline levels of inflammatory cyto-kines (CRP,TNF-α) had no significant difference among the groups.In contrast,all parameters at 24 h were lower in TMZ+MSCs group than those in MSCs group.Furthermore,Western blotting indicated that the expression of antiapoptotic protein Bcl-2 was upregulated,while the proapoptotic protein Bax was down-regulated in the TMZ+MSCs group,compared with that in the MSCs group.It is suggested that implantation of MSCs combined with TMZ treatment is superior to MSCs monotherapy for MSCs viability and cardiac function recovery.     

兔骨髓间充质干细胞自体移植治疗急性心肌梗塞

目的 :了解骨髓间充质干细胞 (mesenchymalstemcells ,MSCs)在缺血心肌中转化为心肌细胞并改善心功能的可行性。方法 :结扎兔左前降支制作急性心肌梗塞 (acutemyocardiuminfarction ,AMI)模型 ,骨穿抽取骨髓 ,分离、培养、扩增骨髓间充质干细胞。术后 2周进行心肌梗塞瘢痕处移植 5 溴脱氧尿嘧啶 (Bromodeoxyuridine,Br dU)标记的骨髓间充质干细胞 ,对照组注射培养基。AMI术前、AMI术后 3d及移植后 4周做超声心动图检测心功能 ,移植后 4周用导管检查法测左室压力变化 ,随后处死动物取左室标本切片 ,采用免疫荧光方法鉴定植入细胞。结果 :细胞移植组左室切片中可见BrdU染色阳性细胞即植入细胞 ,对照组未见BrdU染色阳性细胞。超声心动图检查证实MSCs移植后 4周左室收缩末期直径 (LVESD)、舒张末期直径 (LVEDD)均小于对照组 (分别为P <0 .0 1及P <0 .0 5 ) ,小轴缩短率 (△D % )、射血分数 (EF)均大于对照组 (均为P <0 .0 1 )。导管测压显示MSCs移植组左室舒张末期压 (LVEDP)低于对照组、左室压上升及下降最大速率 (±dp/dt)高于对照组 (均为P <0 .0 1 )。 结论 :缺血心肌内注射骨髓间充质干细胞可依赖组织微环境转化为心肌细胞修复梗塞心肌 ,显著改善心功能 ,可用于心肌梗塞的治疗。     

Transplantation of magnetically labeled mesenchymal stem cells improves cardiac function in a swine myocardial infarction model

Background Mesenchymal stem cells （MSCs） transplantation provides a new approach for myocardial repair. However, many important fundamental questions about MSCs transplantation remain unanswered. There is an urgent need to identify MSCs from the beating heart and analyze the efficacy of this new approach. This study aimed to localize the magnetically labeled MSCs （MR-MSCs） and monitor the restorative effects of MR-MSCs with magnetic resonance （MR） imaging. Methods Acute myocardial infarction （AMI） was created in swine by a balloon occlusion of the left anterior descending coronary artery. Cells were delivered via intracoronary infusion after myocardial infarction. Infarct size change and cardiac function were assessed with 3.0T MR scanner. The results were then confirmed by histological and western blot analysis. All statistical procedures were performed with Systat （SPSS version 12.01）. Results A total of 26 swine were divided into four groups （sham-operated group, n=6; AMI group with PBS transplantation, n=6; labeled MSCs group, n=7; unlabeled MSCs group, n=7）. MSCs, MR-MSCs （10~cells） or PBS were delivered by intracoronary injection after MI and serial cardiac MR imaging studies were performed at 0, 4 and 8 weeks after transplantation. MR imaging demonstrated MI size decreased after MSCs transplantation in labeled and unlabeled groups, however, increases were seen in the AMI group at 8 weeks after MI. The left ventricular ejection fraction （LVEF） was slightly increased in the AMI group （（41.87~2.45）% vs （39.04~2.80）%, P 〉0.05）, but significantly improved in the MR-MSCs group （（56.85~1.29）% vs （40.67~2.00）%, P 〈0.05） and unlabeled group （（55.38~1.07）% vs （41.78~2.08）%, P 〈0.05） at 8 weeks after treatment. MR-MSCs were further confirmed by Prussian blue and immunofluorescent staining. Western blot analysis demonstrated that there was an increased expression of cardiomyocyte markers such as myosin heavy chain and troponin T in the MSCs trea