G-CSF介導的“CXCR4效應”和“非CXCR4效應”在心肌梗死后組織修復中的作用.pdf

1、目的：利用粒細胞集落刺激因子（granulocyte colony-stimulating factor，G-CSF）動員骨髓干細胞治療心肌梗死后心室重塑，已在一些動物研究和臨床試驗中證實具有很好的改善作用，但其療效和涉及的機制仍然存在諸多分歧和爭議。G-CSF動員的CRCR4+骨髓干細胞釋放到外周血后，在局部缺血組織中高表達的基質細胞衍生因子（stromal cell-derived factor，SDF）-1的趨化作用下募集到靶組織

2、并形成CXCR4/SDF-1復合體，進而發(fā)揮作用，我們稱之為G-CSF的“CXCR4效應”；此外G-CSF所發(fā)揮的效應都可歸結為“非CXCR4效應”，如直接與局部心肌G-CSF受體作用后活化Jak2-Stat3信號通路抗細胞凋亡。本研究旨在觀察G-CSF對缺血/再灌注心肌梗死后心室重塑和心臟功能的作用，并引入CXCR4受體拮抗劑AMD3100，系統(tǒng)評價G-CSF介導的“CXCR4效應”和“非CXCR4效應”對心肌梗死修復近期和遠期的影響

3、。 研究內容與方法：129只雄性Wistar大鼠，成功建立心肌缺血/再灌注（iBohemia reperfusion，I/R）模型后，隨機分為即刻給藥組（再灌注1h即刻給藥，Immediately，以下簡稱為I）或延遲給藥組（再灌注后24小時給藥，Delay，以下簡稱為D）；依據(jù)給藥方案不同，分為單獨G-CSF治療組（I-G組和D-G組）或G-CSF與AMD3100（CXCR-4拮抗劑）聯(lián)合治療組（I-GA組和D-GA組）。術后

4、7天和3個月時分別將大鼠處死，取心臟行病理學分析和蛋白水平測定。3月觀察組大鼠在處死前采用Millar2F SPR320壓力導管經(jīng)右側頸動脈穿刺進入左心室測量左室功能。采用苦味酸天狼猩紅-偏振光法對心肌梗死區(qū)膠原纖維沉積量和成熟度進行病理學分析；采用FITC標記的α-SMA行免疫熒光染色對梗死區(qū)和非梗死區(qū)新生小動脈密度進行分析；采用麥胚凝集素染色分析室間隔存活心肌細胞橫截面積；利用明膠酶譜法檢測梗死區(qū)基質金屬蛋白酶（matrix met

5、alloroteinase，MMP）-2、9的蛋白活性；利用western blot檢測梗死區(qū)MMP-2、9、組織型基質金屬蛋白酶抑制劑（tissue inhibitor of matrix metalloproteinase，TIMP）-1、2以及轉化生長因子（transforming growth factor，TGF）-β1、SDF-1和血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEG

6、F）的蛋白相對含量。 結果：I/R術后7天，G-CSF與AMD3100聯(lián)合治療組大鼠外周血單核細胞數(shù)量明顯增加（P<0.05）；即刻G-CSF治療組梗死范圍與延遲G-CSF治療組比較在數(shù)值上有所減少（P=0.05）；各I/R手術組梗死區(qū)小動脈密度較假手術組明顯增加（P<0.05）。 I/R術后3個月，①與對照組比較，即刻G-CSF治療顯示左窒重塑加重，如左室游離壁厚度（P=0.056）和室間隔厚度（P=0.031）減小

7、，膨展指數(shù)增加（P=0.056），梗死范圍增加（P=0.301，vs3m-saline組；P<0.05，vs7d-I-G組），室間隔心肌細胞橫截面積增大（P<0.05）；且左室功能明顯惡化，左室舒張末壓（left ventricular diastolic pressure，LVDP）明顯增高（P<0.05），左室內壓力最大上升和下降速度（±dP/dtmax）減低（P=0.053，0.059）。然而，延遲G-CSF治療顯示能夠削弱即刻G

8、-CSF治療引起的左室負性重塑，左室游離壁厚度增加（P=0.143），膨展指數(shù)減小（P=0.079），存活心肌細胞橫截面積減小（P<0.05）；左室功能較即刻G-CSF治療組明顯改善，LVDP減?。≒<0.05）而±dP/dtmax增加（P<0.05）。G-CSF聯(lián)合AMD3100治療組心臟功能較即刻G-CSF治療組明顯改善。②G-CSF單獨治療及G-CSF聯(lián)合AMD3100治療，可引起梗死區(qū)膠原成熟度明顯降低（P<0.05，vs3m-

9、saline組），但不影響梗死區(qū)膠原沉積量。③G-CSF單獨治療及G-CSF聯(lián)合AMD3100治療，能夠明顯增加梗死區(qū)新生小動脈密度（P<0.05，vs3m-sham組）。 此外，G-CSF單獨治療及聯(lián)合AMD3100治療能夠下調MMP-2/TIMP-2、MMP-9/TIMP-1比值，同時上調TGF-β1、SDF-1和VEGF表達水平。 結論：在本研究中，G-CSF治療并未改善心肌缺血/再灌注損傷后修復遠期（3個月）左室