心肌干细胞研究进展

传统观点认为,成年哺乳动物的心肌细胞高度分化,没有再生能力,只能通过肥大等重构方式代偿.1994年,Soonpaa等[1]发现将小鼠胚胎干细胞移植到成年小鼠发生梗死的心肌部位,能够限制疤痕发展以及预防梗死后心衰的发生;继而有人发现心肌梗死后,在梗死灶边缘及正常心肌组织中有少量心肌细胞发生有丝分裂,说明病理状态下心肌细胞有自我更新的能力[2];提示成年心脏中大部分心肌细胞不可再分裂,但是仍然包含了部分可以再生的细胞,并不是终分化器官,而有内在的再生潜能.近年来,将不同来源包括心肌细胞来源的干/祖细胞体外培养诱导分化为心肌细胞,应用于心肌梗死或者心肌肥大症等,已经成为研究的热点.本文将就心肌干细胞(Cardiacstem cells,CSC)的调控、分化及其在心脏疾病治疗方面的进展进行简要综述.     

骨髓干细胞使坏死心肌再生

冠心病心肌缺血损伤后心肌细胞的丢失、瘢痕的形成和心室的重构是引起心功能日益恶化，最终导致心力衰竭，乃至死亡的主要原因。要治疗大面积心肌损伤心脏需要外来的帮助——移植外源或自体细胞来代替受损心肌细胞。用于修复坏死心肌的细胞供体种类繁多，如成纤维细胞、平滑肌细胞、骨骼肌卫星细胞和胚胎心肌细胞等，但这些细胞均没能在结构和功能上与存活心肌细胞整合为一体，从而使重新形成健康心肌的尝试终告失败。     

胰岛素对心脏细胞增殖的影响及其在心肌肥厚中的作用

目的　研究胰岛素对心肌细胞和心肌成纤维细胞增殖的影响 ,探讨其在心肌肥厚中的作用。方法　①乳鼠心肌细胞和心肌成纤维细胞的培养及光镜、电镜和免疫细胞化学染色的鉴定。②两种细胞在不同浓度胰岛素作用下细胞数量、代谢活性与DNA合成 (WST 1、BrdUELISA法 )的测定及细胞周期分析 (流式细胞仪 )。结果　①培养的心脏细胞分别为心肌细胞和成纤维细胞。②胰岛素作用下 ,心肌细胞的数量、WST 1与BrdU的OD值及S +G2 +M期细胞百分比无变化 (P >0 0 5 ) ;而心肌成纤维细胞的数量、WST 1与BrdU的OD值及S +G2 +M期细胞百分比均升高 (P <0 0 1或P <0 0 5 )。结论　胰岛素可促进培养的心肌成纤维细胞增殖 ,可能在心肌肥厚中起重要作用     

基于TGF-β1/Smads信号通路治疗心肌梗死后心肌纤维化的研究进展

心肌梗死后心肌纤维化是心脏重塑从而导致心脏衰竭的重要原因,造成心肌梗死后心室重构的机制复杂,是多因素相互作用、共同参与的结果。但其中机制较为明确,并且在心肌纤维化进程中扮演重要作用的是TGF-β1依赖的Smads信号通路。心肌梗死后,活化的TGF-β1可以通过下游Smads信号发挥持续的生物学效应,活化成纤维细胞,引起细胞外基质沉积,使心肌成纤维细胞向肌成纤维细胞分化。因此,如何阻抑或控制TGF-β1/Smads信号通路是治疗心肌梗死后心肌纤维化的重要研究方向,该文就当前基于TGF-β1/Smads信号通路治疗心肌梗死后心肌纤维化的研究进行综述。     

干细胞-细胞心肌重建术的资源

以往认为成熟心肌细胞属于终末分化细胞,无再生能力.然而目前很多研究结果[1]给我们带来观念上的更新:其一,心脏不是终末分化器官,心肌中有75%的细胞是单核细胞,25%是双核细胞,这一比例不受疾病、年龄、性别、心肌肥大及心肌缺血等影响.其二,急性心肌损伤促进心肌细胞代偿性增殖.在生理条件下,每106个心室肌细胞中有14个心肌细胞正在有丝分裂.大约每年有0.61×109个新细胞生成.同时,正常个体在17～89岁之间每年有64×106个细胞死亡,心肌细胞缓慢更新[2].梗死区边缘地带的心肌细胞有丝分裂指数为0.08(800/106),离梗死区较远的心肌细胞有丝分裂指数为0.03(300/106).如果按有丝分裂30 min1个周期计算,心肌梗死后整个左室有1.796×103个有丝分裂的心肌细胞,心肌梗死后18 d就有107×109个单核心肌细胞可以替代心肌梗死时损失的细胞,但占比例极少.随着近年干细胞研究技术的发展,应用干细胞使心肌再生越来越引起人们的重视.     

吡维氯铵对心肌梗死大鼠心肌纤维化和心脏功能的影响

目的探究吡维氯铵对急性心肌梗死大鼠心肌纤维化和心脏功能的影响。方法分离并体外培养大鼠心肌成纤维细胞,设置正常环境和缺血缺氧环境,采用不用质量浓度(1,2,4,8,16,32和64μg·L~(-1))的吡维氯铵作用于大鼠心肌成纤维细胞48 h,采用台盼蓝染色和血细胞计数板计数评价细胞存活率。结扎冠状动脉左前降支建立大鼠急性心肌梗死模型,将大鼠随机分为假手术组、心肌梗死组和吡维氯铵治疗组。急性心肌梗死术后14 d处死大鼠,采用心肌组织Masson染色评价心肌纤维化程度;采用α平滑肌肌动蛋白(α-SMA)染色观察心肌成纤维细胞的形成;测定羟脯氨酸含量评价心肌胶原含量;采用CD31染色评价毛细血管密度;采用超声心动图评价心脏功能。结果在缺血缺氧环境中,吡维氯铵能明显抑制心肌成纤维细胞的增殖,其IC_(50)值为11.7μg·L~(-1);而吡维氯铵对正常条件下心肌成纤维细胞无抑制作用。与假手术组比较,心肌梗死组出现心肌梗死和心肌纤维化。与心肌梗死组大鼠比较,吡维氯铵治疗组心肌纤维化程度明显降低(P<0.01);α-SMA和心肌成纤维细胞数量明显减少(P<0.01);心肌胶原含量明显下降(P<0.05);CD31和毛细血管密度明显增加(P<0.01);治疗后大鼠左心室射血分数和左心室缩短分数明显改善(P<0.01),左心室舒张期末和收缩期末内径减小(P<0.05)。结论吡维氯铵能抑制急性心肌梗死后大鼠心肌纤维化,增加毛细血管新生,改善心功能。     

骨髓基质细胞移植抑制缺血心肌纤维化

目的探讨骨髓基质细胞移植改善缺血心脏功能的机制。方法制作F344大鼠心肌梗死模型,将分离培养的骨髓基质细胞移植于心梗周边区（治疗组）,取1、3、5、7、9、15d后缺血心肌切片,通过免疫组织化学染色及免疫荧光染色检测波形蛋白的表达,了解梗死心肌纤维化程度,并应用血液动力学在术后各时间点检测大鼠心脏功能的变化。结果治疗组心功能较同期对照组明显改善。术后7、9、15d治疗组缺血心肌纤维化程度较同期对照组明显减轻。结论骨髓基质细胞移植于缺血心肌后明显改善缺血心脏功能。其机制之一可能是抑制缺血心肌的纤维化,延缓心室重构。     

心肌纤维化的分子机制--粘附

心肌纤维化在心肌重塑中起着重要作用,与高血压所致的左室肥厚、心梗后心室重构和心衰心脏球形改变密切相关[1]。心肌纤维化对心功能损害表现在以下几个方面。首先,心肌细胞间质纤维化使室壁僵硬度增加,心肌顺应性减低,导致心脏舒张功能受损[2,3],第二,细胞外基质(ECM)和成纤维细     

心肌营养素1与心肌梗死

心肌营养素I(CT-1)是白介素6(IL-6)家族细胞因子,它与糖蛋白130/白血病抑制因子受体异二聚体相结合,诱导心肌细胞肥大,促进心脏成纤维细胞增生,抑制心肌细胞凋亡,与许多心脏疾病密切相关.本文就CT-1与心肌梗死之间的关系作一综述.     

细胞心肌成形术治疗缺血性心脏病和心力衰竭研究进展

心肌细胞移植,也称细胞心肌成形术,即将有增殖能力的细胞移植入受损的心肌区域内以替代正常心肌功能,提供了一种使不可逆损伤心肌组织再生的全新的治疗方法。成熟的心肌细胞是分化终末期细胞,缺血损伤后不具备有效的再生能力,因此心肌梗死后受损的心肌组织演变为纤维化的、无收缩功能的瘢痕组织。现有的冠心病介入治疗目的是挽救濒死的心肌细胞和改善存活心肌细胞的功能,但对于梗死区域内很少存活细胞患者的心功能恢复却无能为力。美国心脏病协会Menasche医生于2000-11报道了世界首例细胞移植的临床研究,一位射血分数21%透壁性心肌梗死的72…     

儿茶酚抑素对心梗大鼠心肌纤维化的影响

目的探讨儿茶酚抑素(CST)治疗对心梗(MI)大鼠心肌纤维化的影响。方法结扎SD大鼠冠状动脉前降支建立心肌梗死模型,将模型大鼠随机分为儿茶酚抑素组、心梗对照组,每组16只,另设假手术组16只。术后1 d开始,儿茶酚抑素组连续3周腹腔注射儿茶酚抑素2 nmol/(kg·d),心梗对照组和假手术组给予等量生理盐水腹腔注射。4周后,记录左室血流动力学改变;处死大鼠,留取心脏标本,Masson染色检测心肌纤维化;Western blot法检测梗死周边Ⅰ胶原蛋白表达。结果与心梗对照组比较,儿茶酚抑素组的心功能损害较轻(P<0.01),梗死百分比及胶原含量显著降低(P<0.05,P<0.01)。结论儿茶酚抑素能改善心脏功能,并能减轻心梗后非梗死区反应性胶原的过多沉积,预防心梗后心肌纤维化。     

黄芪提取物对大鼠心肌梗死后心肌组织PKD1蛋白表达的影响

目的探讨黄芪提取物对大鼠心肌梗死后心肌组织蛋白激酶D1(PKD1)蛋白表达的影响。方法成功构建大鼠心肌梗死模型后,随机分为模型组、黄芪提取物3个不同剂量组,每组8只大鼠,另设假手术组8只。术后48 h,黄芪提取物组分别给予低、中、高10,20,40 mg.(kg.d)-1灌胃;模型组和假手术组给予生理盐水20 ml.(kg.d)-1灌胃。8周后测定大鼠的血流动力学变化;应用HE染色分析左心室心肌细胞组织形态学变化;采用Masson染色法检测左心室心肌胶原纤维变化;应用免疫组化法和免疫印迹法分析左心室心肌组织PKD1蛋白的表达情况。结果血流动力学检测结果表明,和模型组相比,假手术组、各治疗组心脏左室收缩压(LVSP)、左室内压曲线最大上升和下降速率(±dp/dt)均明显升高(P<0.05),左室舒张末压(LVEDP)均明显降低(P<0.05)。HE染色分析,模型组大鼠心肌细胞坏死严重,成纤维细胞增生明显,伴有炎症细胞浸润;黄芪提取物低、中剂量组大鼠心肌细胞淡染,界限欠清晰,部分细胞核肥大,伴有成纤维细胞增生和少量炎症细胞浸润;高剂量组大鼠心肌细胞形态较清晰,成纤维细胞和炎症细胞少见。Masson染色表明,模型组大鼠心肌以胶原组织为主,各治疗组大鼠以红色心肌组织为主,间杂以胶原组织。免疫组化和免疫印迹分析表明,模型组大鼠心肌组织胞质中PKD1蛋白的表达明显;和模型组相比,各治疗组大鼠心肌细胞胞质中PKD1蛋白的表达明显下调(P<0.05),但仍清晰可见。结论黄芪提取物可明显改善大鼠心肌梗死后异常的血液流变学指标、组织病变及胶原纤维构成比例,其作用机制可能与下调心肌组织PKD1蛋白的表达相关。     

Fas基因在心肌梗塞病人心肌细胞中的表达

为探讨心肌梗塞(心梗)心肌细胞中促凋亡基因Fas表达及其意义,采用免疫组织化学方法(SABC法)检测了42例心肌梗塞心肌细胞及12例正常心脏F雒表达和定位。结果发现,Fas表达在急性心梗为15.4%,陈旧性心梗为56.1%,正常对照组16.6%。陈旧心梗瘢痕边缘带弥漫分布Fas过度表达、陈旧心梗合并充血性心衰者多见Fas表达。结论:存活心肌对抗慢性缺血、瘢痕形成心肌顺应性下降而诱发Fas表达,激活细胞凋亡机制。细胞凋亡发生后心肌细胞数量明显减少,引起和加重了充血性心衰。     

心肌梗死大鼠非梗死区心肌细胞的凋亡及机制探讨

目的:探讨心肌梗死后不同阶段非梗死区心肌细胞凋亡的变化及其发生机制。方法:雌性Wistar大鼠,通过结扎左冠状动脉前降支制备心肌梗死模型。术后24h、1周、2周及4周随机从各组中各取10～12只大鼠,行病理组织学检查及非梗死区心肌组织的TNF-α、caspase-3、AngⅡ、凋亡细胞检测、透射电镜、Bcl-2及p53的mRNA检测。结果:大鼠梗死范围为24%～33%。术后1～4周,可见心梗组大鼠心肌组织凋亡细胞增多,凋亡细胞指数升高;AngⅡ水平逐渐升高;心肌间质可见明显TNF-α表达;p53mRNA上升,Bcl-2mRNA下降。术后2～4周,caspase-3阳性染色产物的心肌细胞数量增多。结论:(1)大鼠心梗2周后非梗死区心肌发生细胞凋亡改变。(2)局部肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)激活、TNF-α上调及caspase-3活化可能与非梗死区细胞凋亡有关。(3)非梗死区细胞凋亡与凋亡基因p53及Bcl-2相关。     

内皮素系统与心肌肥厚

心肌肥厚是心脏对神经介质和压力超负荷等应激反应的一种代偿性机制。内皮素(ET)作为一种具有强大血管收缩作用的活性多肽,在心血管系统,特别是血管内皮细胞、平滑肌细胞和心肌细胞,ET对正常功能的调节起着重要的生理作用。局部心肌组织中ET过度生成与心肌肥厚的发生密切相关,心肌组织中的ET-1通过与特异性的受体结合,并与局部组织中其它相关的血管活性物质相互作用,介导了心肌肥厚的发生和发展过程。内皮素通过ETA受体诱导心肌细胞的肥厚和心肌成纤维细胞的增生,ETB受体则在心肌肥厚的发生和发展中均起作用。内皮素受体作为新的药物靶点,已经成为人们研究的热点,相应的受体拮抗剂的研究也取得了很大的进展。     

心肌微循环与心肌梗死后心肌灌注

目的探讨心肌微循环状态与急性心肌梗死后心肌灌注之间的关系。方法系统分析心肌微循环的病理生理、急性心肌梗死对心肌微循环的影响、心肌灌注评估方法以及心肌灌注不良的治疗。结果急性心肌梗死后局部炎性应激、冠状动脉循环神经体液异常激活导致心肌微循环障碍、甚至闭塞,不利心肌灌注。结论心肌微循环状态直接决定了心肌梗死后心肌灌注的水平,心肌梗死后心肌灌注不良预示着再梗死,充血性心力衰竭、恶性心律失常和心脏性猝死的发生率明显增加,严重影响患者的预后。     

机械加载可改善心肌梗死大鼠的心肌损伤

摘要：目的 探讨机械加载对心肌梗死大鼠心肌损伤的改善作用。方法 选用8周龄Wistar雄性大鼠30只,体 质量约200 g,按随机数字表法分为假手术对照组（Sham组）、心肌梗死组（MI组）和心肌梗死机械加载治疗组（MI+L 组）,每组10只,心肌梗死建模后1 d开始膝关节机械加载治疗2周。检测治疗后大鼠心电图Ⅱ导联ST段、心脏质量 指数（HMI）、左心室质量指数（LVMI）、心脏质量/胫骨长度,2,3,5－三苯基氯化四氮唑（TTC）染色检测左室舒张末内 径（LVEDD）和梗死范围;HE染色检测炎性细胞数;Masson染色检测胶原容积分数（CVF）;免疫组织化学染色检测核 因子（NF）-κB p65亚基、白细胞介素（IL）-6和基质金属蛋白酶（MMP）-9蛋白的表达。结果 与Sham组相比,心肌 梗死导致MI组心电图Ⅱ导联ST段抬高,HMI、LVMI、LVEDD、心脏质量/胫骨长度和梗死范围明显增加;机械加载治 疗后,MI+L组Ⅱ导联ST段抬高幅度下降,HMI、LVMI、LVEDD、心脏质量/胫骨长度和梗死范围较MI组明显降低（P＜ 0.05）。心脏组织学结果表明,心肌梗死导致炎性细胞数和CVF增加,通过加载治疗后,炎性细胞数和CVF明显改善 （P＜0.05）。免疫组化染色结果表明,心肌梗死导致大鼠心肌NF-κB p65、IL-6和MMP-9蛋白表达升高,机械加载能 够抑制3种蛋白的表达。相关性分析结果表明,NF-κB p65、IL-6和MMP-9三者之间表达呈正相关,三者与心室重构 指标（LVEDD、HMI、LVMI和心脏质量/胫骨长度）呈正相关。结论 机械加载可以明显改善心肌梗死大鼠心肌损伤, 该治疗作用可能与机械加载减轻心肌梗死后炎症反应和抑制心室重构有关。     

干细胞动员对梗死心肌结构及功能的影响

目的探讨干细胞动员对心肌梗死后心肌基本结构和心功能的影响。方法结扎Wistar大鼠左冠状动脉制作急性心肌梗死(AMI)模型66只,随机分动员组33只和对照组33只,动员组应用基因重组人粒细胞集落刺激因子(rhG-CSF)10μg·kg-1·d-1皮下注射共7 d,对照组皮下注射生理盐水7 d。建模后两组分别在24 h、2周和4周杀死大鼠,取出心脏,HE染色观察细胞形态特征、结构,梗死面积和心肌组织CD34阳性表达,并检测术后4周时动员组和对照组大鼠的血流动力学指标、心功能参数。结果动员组梗死区可见大量CD34浸润,梗死面积明显减小;梗死程度较对照组减轻,术后4周,动员组缺血心肌的基本结构得到保护,组织结构排列基本处于有序状态,左心功能恢复明显优于对照组,表现在SBP、DBP、LVSP、LV±dp／dtmax均高于对照组(P<0．05),LVEDP明显低于对照组(P<0．05)。结论干细胞动员能促进干细胞归巢梗死心肌并分化为心肌细胞样细胞,保护缺血心肌的基本结构,明显改善大鼠心肌梗死后的心脏功能。     

缺氧/复氧诱导心肌细胞分泌高表达miR-208b的外泌体而调控心肌成纤维细胞活化、迁移和铁死亡

目的　探讨缺氧/复氧诱导心肌细胞所分泌的外泌体能否通过miR-208b调控心肌成纤维细胞的生物学功能。方法　心肌细胞进行缺氧/复氧处理后,收集所分泌外泌体与心肌成纤维细胞进行共培养,然后用荧光定量PCR、Western blot或酶联免疫吸附试验（ELISA）检测miR-208b、α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）、Collagen Ⅰ、Collagen Ⅲ和谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）的表达,细胞计数试剂盒-8（CCK-8）检测细胞存活力,Transwell检测细胞迁移,商用试剂盒检测活性氧（ROS）、丙二醛（MDA）和Fe²⁺的累积。采用单因素方差分析（ANOVA）。结果　缺氧/复氧诱导心肌细胞和其分泌的外泌体高表达miR-208b,将此类外泌体加入到心肌成纤维细胞进行共培养时发现,心肌成纤维细胞可以摄入外泌体,从而上调自身miR-208b的表达,进而促进心肌成纤维细胞的存活力和迁移,增强α-SMA、Collagen Ⅰ和Collagen Ⅲ的表达,不过miR-208b的抑制物能显著减弱上述外泌体对心肌成纤维细胞生物学功能的调控作用。同时,缺氧/复氧心肌细胞源性外泌体能进一步增强铁死亡主要指标ROS、MDA和Fe²⁺的累积,抑制铁死亡关键调控因子GPX4的表达,不过miR-208b的抑制物能明显减弱Erastin和缺氧/复氧心肌细胞源性外泌体对铁死亡的影响作用。结论　缺氧/复氧心肌细胞源性外泌体能通过高表达的miR-208b而调控心肌成纤维细胞的生物学功能,表明miR-208b是介导心肌细胞和心肌成纤维细胞间通讯的关键分子。     

5-氮胞苷诱导的心脏成纤维细胞移植修复心肌损伤

目的 探讨5-氮胞苷诱导的大鼠心室成纤维细胞(CFs)植入急性心肌梗死(AMI)区的心肌损伤修复作用.方法 取SD大鼠乳鼠心室CFs体外培养、扩增,取第三代细胞加5-氮胞苷10 μmol/L诱导,并行5-溴脱氧尿嘧啶核仟(BrdU)标记,收集(0.8～1.2)×106个细胞用于移植.SD大鼠20只,结扎冠状动脉前降支建立大鼠AMI模型,2周后,治疗组(10只)将诱导后的CFs注入梗死区及周边,对照组(10只)予等量不含CFs的培养液接种.6周后处死所有动物,获取心肌标本,HE,及免疫组化染色观察CFs分化和转归.结果 治疗组HE染色梗死区可见敞在带横纹的肌肉组织,电镜下移植细胞及移植细胞与宿主细胞之间均未见闰盘连接;免疫绀化染色这些细胞BrdU、β肌球蛋白重链(β-MHC)、肌钙蛋白Ⅰ(cTn1)及连接蛋白43(Cx43)呈阳性;对照组梗死区为均匀一致的纤维瘢痕组织.结论 5-氮胞苷诱导的CFs植入AMI区可分化、转归为带横纹肌细胞,修复心肌损伤.