Cx43转基因自体成肌细胞移植治疗心肌梗死的实验研究

目的观察间隙连接蛋白43(Cx43)基因转染自体骨骼肌成肌细胞(SMCs)后心肌内细胞移植对犬急性心肌梗死(AMI)后心功能和心肌结构的影响。方法构建真核表达质粒载体pLenti6／V5-DEST-Cx43,利用慢病毒表达包装系统将目的基因Cx43 cDNA转染入体外培养的SMCs,并经克隆筛选后得到Cx43基因高表达的SMCs (Cx43-SMCs)。将24只AMI模型制备成功的杂种犬采用计算器随机法分为SMCs移植组、Cx43-SMCs移植组和对照组等3组(n=8),于犬AMI后4周分别在各组心肌梗死区进行细胞移植:SMCs移植组注入用5-溴脱氧尿嘧啶核苷(BrdU)标记的SMCs、Cx43-SMCs移植组注入用BrdU标记的Cx43-SMCs、对照组注入等量的细胞培养液。分别在AMI前1天、AMI后4周和细胞移植4周后,用超声心动图(UCG)测量左室射血分数(LVEF)、左室舒张末期内径(LVDD)和左室收缩末期内径(LVSD);同时进行病理组织学检查和应用免疫组织化学技术检测BrdU标记移植细胞的存在情况;并通过透射电子显微镜观察移植区细胞的超微结构和缝隙连接形成情况。结果实验杂种犬在AMI前、AMI后4周(即移植前)、移植后4周均获得良好UCG图像。AMI前UCG检查显示犬的左室形态和收缩功能均正常,建立AMI模型4周后,与对照组相比,SMCs移植组和Cx43-SMCs移植组各实验犬的左心室腔扩大,左室前壁变薄,收缩活动减弱至消失,LNEF降低,LNDD和LVSD均增加(P<0．05),为成功的AMI模型。移植后4周,与移植前AMI时比较,SMCs移植组和Cx43-SMCs移植组的LVEF升高,LNDD和LVSD则减少(P<0．05),心功能趋于恢复,其中Cx43-SMCs移植组较SMCs移植组为显著(P<0．05)。病理组织学检查显示在细胞移植组心肌瘢痕区及其边缘均发现了植入的移植细胞;免疫组化检测结果显示心肌瘢痕区边缘有BrdU阳性细胞存在和分布,移植细胞的颜色呈棕褐色,与正常原位心肌细胞不同,其中Cx43-SMCs移植组植入的Cx43-SMCs在宿主心肌组织内排列有序,基本与宿主心肌的排列方向一致;电子显微镜观察到SMCs移植组可见骨骼肌样细胞(核偏、线粒体较小),有少部分移植细胞呈现闰盘(缝隙连接)形成初期;Cx43-SMCs移植组则见到有“心肌样”肌细胞分布在宿主心肌移植区中,且各细胞之间形成缝隙连接．结论Cx43基因转染自体SMCs后自体心肌移植能够在宿主体内生长、增殖,并可在一定程度上改善心肌梗死后心肌结构和心功能。