S100A1基因轉(zhuǎn)導(dǎo)聯(lián)合骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞移植治療慢性心力衰竭大鼠的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、背景與目的:慢性心力衰竭(CHF)已成為心血管疾病死亡的重要原因。心力衰竭的本質(zhì)是心肌細(xì)胞數(shù)量的減少和分子機(jī)制異常。針對心肌細(xì)胞數(shù)量減少,移植能具有多向分化和自我增殖潛能的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)雖能改善CHF患者心臟功能,但是并不能解決心力衰竭的分子機(jī)制異?！，F(xiàn)研究表明,CHF分子機(jī)制異常的關(guān)鍵是Ca2+轉(zhuǎn)運(yùn)異常,表現(xiàn)為Ca2+的攝入、釋放、轉(zhuǎn)運(yùn)障礙。人們曾針對Ca2+攝入障礙增加肌漿網(wǎng)鈣ATP酶(SERCA2a)表達(dá),發(fā)現(xiàn)雖能增

2、強(qiáng)心臟收縮功能,但會增加心肌梗死急性期死亡率、心律失常發(fā)生率。鈣結(jié)合蛋白S100A1為調(diào)控SERCA2a的上游基因,通過對肌漿網(wǎng)鈣SERCA2a、蘭尼堿(RyR2)受體的調(diào)控,調(diào)節(jié)心肌細(xì)胞Ca2+的釋放、攝取、轉(zhuǎn)運(yùn)。CHF時(shí)S100A1蛋白表達(dá)下降,增加S100A1蛋白表達(dá)既能改善心臟功能,阻止心力衰竭的進(jìn)展,又沒有增加心律失常等副作用。MSCs與S100A1聯(lián)合移植是否能達(dá)到既修復(fù)心肌細(xì)胞又調(diào)控衰竭心肌分子機(jī)制而達(dá)到改善心功能的相加效

3、應(yīng),目前國內(nèi)外均無報(bào)道。本研究擬通過觀察對照組、MSCs移植組、SlOOA1轉(zhuǎn)導(dǎo)組、MSCs與S100A1聯(lián)合移植組心功能效應(yīng),探討S100A1基因轉(zhuǎn)導(dǎo)、S100A1基因轉(zhuǎn)導(dǎo)聯(lián)合MSCs移植在心力衰竭大鼠中的心功能效應(yīng)。 方法:取6-8周齡雄性SD(Sprague-Dawley)大鼠脛骨、股骨,收集骨髓腔沖洗懸液直接培養(yǎng),經(jīng)多次換液、傳代,免疫組化法檢測CD34、CD44表達(dá)情況。以超順磁氧化鐵和P3代MSCs共同孵育培養(yǎng)24h

4、,普魯士藍(lán)染色評價(jià)標(biāo)記效率,臺盼藍(lán)染色檢驗(yàn)標(biāo)記后細(xì)胞的活性。取8-10周齡SD大鼠50只,隨機(jī)分至實(shí)驗(yàn)組(n=40)和假手術(shù)組(n=10)。以氯胺酮、速眠新II大腿內(nèi)側(cè)肌肉注射復(fù)合麻醉,開胸后以置液氮內(nèi)預(yù)冷10分鐘的金屬棒間斷冷凍左心室游離壁3次,持續(xù)時(shí)間分別為15s,15s,10s。術(shù)后行心電圖、超聲心動圖檢查,取心臟組織行氯化三苯四氮唑(TTC)、蘇木素-依紅(H＆E)染色,觀察心肌梗死面積、心功能變化,觀察術(shù)中、術(shù)后大鼠存活率。在

5、冷凍法建立的穩(wěn)定慢性心力衰竭大鼠模型上,開胸后按分組分別將生理鹽水、MSCs懸液、S100A1-AAV1/2病毒、S100A1-AAV1/2+MSCs混合物注射至大鼠心肌梗死灶周圍。4周后用超聲診斷儀測量心功能,取心臟組織行普魯士藍(lán)染色示蹤移植的MSCs。 結(jié)果:全血貼壁法培養(yǎng)的大鼠MSCs貼壁、呈纖維細(xì)胞樣生長,CD44陽性細(xì)胞比率為96％,不表達(dá)CD34。經(jīng)SPIO標(biāo)記后,普魯士藍(lán)染色標(biāo)記效率為90％,標(biāo)記后98％的細(xì)胞保持

6、活性。冷凍術(shù)后4周實(shí)驗(yàn)組40只大鼠中35只兩個或兩個以上相鄰導(dǎo)聯(lián)Q波形成且>1mv或V1、V3、V5導(dǎo)聯(lián)R波之和<10mv,超聲心動圖左室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)46.55±6.80％,左室短軸縮短率(FS)20.61±3.61％,TTC染色證實(shí)實(shí)驗(yàn)組左室梗死面積35.62±3.74％,HE染色示梗死區(qū)主要為疤痕組織,邊界清晰。假手術(shù)組未見心肌梗死。實(shí)驗(yàn)組術(shù)后4周存活率達(dá)到87.5％。S100A1-AAV1/2+MSCs組、MSCs組心肌梗

7、死灶邊緣見普魯士藍(lán)染色陽性細(xì)胞,對照組未見任何陽性細(xì)胞。S100A1-AAV1/2+MSCs組、S100A1-AAV1/2組、MSCs組左室射血分?jǐn)?shù)較治療前分別增加15.41±6.75％、7.85±2.96％、5.63±2.60％,左室短軸縮短率較治療前分別增高6.17±3.46％、3.02±1.25％、1.58±0.59％；左室射血分?jǐn)?shù)、左室短軸縮短率增加值S100A1-AAV1/2+MSCs組與S100A1-AAV1/2組、MSCs

8、相比有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。S100A1-AAV1/2+MSCs組、S100A1-AAV1/2組左室舒張末直徑(LVEDD)分別較治療前減小1.87±0.64mm、1.00±0.62mm；左室舒張末直徑減少值S100A1-AAV1/2+MSCs組與S100A1-AAV1/2組、MSCs相比有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。對照組左室射血分?jǐn)?shù)、左室短軸縮短率較治療前分別降低8.44±3.74％、4.64±1.37％,左室舒張末直徑增大0.9±0.14mm。 結(jié)