骨髓干細胞移植改善豬急性心梗后左室重構(gòu)及相關(guān)機制的研究.pdf

1、理想的心肌梗死模型應(yīng)為最接近人體缺血性心肌梗死的病理過程，尤應(yīng)包括心肌梗死后心室重構(gòu)(Ventricular remodeling)的病理過程。豬的心臟在心臟質(zhì)量指數(shù)、解剖結(jié)構(gòu)、心臟血管分布等方面與人的心臟很相似，特別是豬冠狀動脈系統(tǒng)側(cè)支循環(huán)稀疏，分支少而細。因此，豬是目前建立心肌梗死模型較理想的實驗動物。 豬急性心梗模型的建立傳統(tǒng)多采用開胸冠脈結(jié)扎，已沿用多年，此方法對動物創(chuàng)傷大、死亡率高。隨著冠狀動脈造影、PTCA等技術(shù)日臻

2、成熟，廢棄的導(dǎo)管、導(dǎo)絲和球囊等仍可用于動物實驗，能有效地降低實驗成本。運用介入法制作急性心梗模型穩(wěn)定可靠，可重復(fù)性強，缺血再灌注簡便，是一種比較理想的方法。 目的： 觀察前降支球囊封堵法建立豬急性心肌梗死后左室重構(gòu)動物模型的效果。 方法： 選取10只健康家養(yǎng)豬，前降支球囊封堵法建立豬急性心肌梗死動物模型，造模術(shù)全程心電監(jiān)測觀察心電圖動態(tài)改變。造模前、造模后1周、造模后3月、造模后6月分別行超聲心動圖檢查分

3、析左室舒張末期內(nèi)徑( LVd)、左室心尖區(qū)室壁厚度(LVTW)等數(shù)據(jù)，行單光子發(fā)射計算機斷層成像術(shù)(SPECT)檢查分析左室舒張末期容積(EDV)、射血分數(shù)(EF)，觀察急性心梗后左室重構(gòu)的動態(tài)變化；動物處死后取心尖部梗死區(qū)心肌HE染色鏡檢。 結(jié)果： 1.除5頭豬造模過程中死亡外，其余5頭豬均出現(xiàn)ST段弓背上抬、Q波形成，造模1周后心臟超聲檢查示左室前壁和心尖搏動減弱，左室舒張末期內(nèi)徑擴大，心尖室壁厚度變薄，SPECT示

4、左室舒張末期容積增大，射血分數(shù)減低，病理學(xué)檢查證實局部心肌壞死和纖維性瘢痕形成，成功建立急性心肌梗死模型。 2.造模后3月、6月復(fù)查心臟超聲和SPECT:隨著時間推移，豬急性心肌梗死模型的左室舒張內(nèi)徑進行性擴大，心尖室壁厚度進行性變薄，左室舒張末期容積進行性增大，射血分數(shù)進行性減低，成功建立急性心肌梗死后左室重構(gòu)動物模型。 結(jié)論： 冠脈球囊封堵法可成功造成急性心肌梗死后左室重構(gòu)動物模型。 急性心肌梗死后，

5、心肌細胞數(shù)量減少、心室收縮力下降、心功能急劇減退是導(dǎo)致死亡的主要原因。即便幸存，心肌梗死后隨即發(fā)生的心室重構(gòu)的病理過程也可導(dǎo)致梗死區(qū)室壁變薄、擴張，并影響正常部分的心室壁，最終發(fā)展為心力衰竭。因此，通過減緩或抑制梗死區(qū)心肌重構(gòu)的過程可改善心肌梗死后心臟的功能。應(yīng)用多種外源性細胞進行細胞性心肌成形術(shù)，理論上可以通過再生肌細胞或恢復(fù)梗死區(qū)的血供來減緩心室重構(gòu)的進程。筆者應(yīng)用多普勒心臟超聲心動圖和單光子發(fā)射計算機斷層成像術(shù)(SPECT)，觀察

6、豬心肌梗死后冠脈內(nèi)注射移植自體骨髓單個核細胞(BMMNCs)對心室重構(gòu)的影響。 目的： 觀察豬心肌梗死后冠脈內(nèi)注射移植自體骨髓單個核細胞對心室重構(gòu)的影響。 方法： 前降支球囊封堵法成功建立10頭豬急性心肌梗死動物模型，隨機均分為安慰劑組和移植組。造模1周后行骨髓干細胞移植，每頭豬均抽取自身骨髓80ml，分離計數(shù)1*107個單個核細胞，以1640培養(yǎng)基10ml混懸，移植組冠脈內(nèi)注射自體來源骨髓干細胞，安慰劑

7、組注射1640培養(yǎng)基10ml作為對照。造模前、造模后1周、造模后3月、造模后6月分別行心臟超聲和SPECT檢查，超聲檢查分析左室舒張末期內(nèi)徑、心尖區(qū)室壁厚度等數(shù)據(jù)，SPECT分析左室舒張末期容積、射血分數(shù)，觀察骨髓單個核細胞自體移植對急性心梗后左室重構(gòu)的影響。 結(jié)果： 1.造模后3月、6月所復(fù)查心臟超聲和SPECT表明：隨著時間推移，安慰劑組和移植組都出現(xiàn)左室舒張內(nèi)徑進行性擴大，心尖室壁厚度進行性變薄，左室舒張末期容積進

8、行性增大，射血分數(shù)進行性減低，提示形成了左室重構(gòu)。 2.與安慰劑組相比，移植組左室舒張內(nèi)徑較小，心尖室壁厚度較大，左室舒張末期容積較小，射血分數(shù)較高。 結(jié)論： 骨髓單個核細胞自體移植能有效減輕急性心肌梗死后左室重構(gòu)。 急性心肌梗死( AMI)后，因心肌細胞缺乏再生能力，只能由成纖維細胞填充，最終被瘢痕組織所替代，并逐步發(fā)生心室重構(gòu)形成慢性心力衰竭。近年來，隨著對骨髓干細胞(marrow stem cell

9、s，MSCs)研究認識的深入，人們發(fā)現(xiàn)MSCs可以分化為心肌細胞、血管內(nèi)皮細胞等，重建心肌細胞和血管，抑制心肌重構(gòu)，改善心功能，從而為急性心肌梗死治療帶來了新的希望。進一步的研究發(fā)現(xiàn)：干細胞移植存在時機問題，目前一般認為骨髓干細胞移植合適的時間窗為心梗后1-2周，過早的移植如心梗后24小時移植，骨髓干細胞多參與炎癥反應(yīng)，并不能在梗死區(qū)存活；過晚移植則可能局部損傷已不可逆，心室重構(gòu)已形成。但臨床上，急性心梗數(shù)月后表現(xiàn)出心力衰竭癥狀的患者頗

10、不少見，對于這類情況，延期進行的干細胞移植能否阻止左室重構(gòu)進一步惡化，有待探討。 目的： 觀察豬急性心肌梗死3月后延期進行的骨髓單個核細胞移植能否阻止左室重構(gòu)的進一步加重；其效果和早期進行的干細胞移植對比有無差別。 方法： 前降支球囊封堵法成功建立15頭豬急性心肌梗死動物模型，隨機均分為安慰劑組、早期移植組和延期移植組。造模1周后急性移植組行骨髓單個核細胞移植，安慰劑組注射1640培養(yǎng)基10ml作為對照；

11、造模3月后延期移植組行骨髓單個核細胞移植，造模前、造模后1周、造模后3月、造模后6月各組分別行心臟超聲和SPECT檢測，超聲檢查分析左室舒張末期內(nèi)徑、心尖區(qū)室壁厚度，SPECT分析左室舒張末期容積、射血分數(shù)，對比觀察骨髓單個核細胞早期移植和延期移植對急性心梗后左室重構(gòu)的影響。 結(jié)果： 1.造模后3月、6月所復(fù)查心臟超聲和SPECT表明：隨著時間推移，安慰劑組、早期移植組和延期移植組皆出現(xiàn)左室舒張內(nèi)徑進行性擴大，心尖室壁厚

12、度進行性變薄，左室舒張末期容積進行性增大，射血分數(shù)進行性減低。 2.與安慰劑組相比，延期移植組能有效抑制左室舒張內(nèi)徑的擴大、心尖室壁厚度的變薄、左室舒張末期容積的增加和射血分數(shù)的減低，但其療效不及早期移植組。 結(jié)論： 豬急性心梗3月后骨髓單個核細胞移植能有效抑制左室重構(gòu)的進一步惡化，但其療效不如早期移植組。 干細胞移植到體內(nèi)后的作用機制尚未明了，由于目前的研究尚不能確定干細胞能否分化為有收縮功能的心肌細胞

13、，人們轉(zhuǎn)而逐漸更重視干細胞的旁分泌效應(yīng)，即移植的骨髓干細胞在局部心肌梗死區(qū)微環(huán)境中可能通過旁分泌作用，產(chǎn)生一系列細胞因子而間接發(fā)揮促進血管新生、增加移植細胞存活、抗心室重構(gòu)的作用。骨髓干細胞移植后局部細胞因子的變化值得探討。 目的： 證實干細胞移植后能歸巢至心肌梗死區(qū)；觀察豬移植骨髓單個核細胞6月后心肌梗死區(qū)干細胞因子、基質(zhì)細胞衍生因子-1、E選擇素、細胞間粘附分子-1、血管細胞粘附因子-1等細胞因子的表達。 方

14、法： 前降支球囊封堵法成功建立5雌性豬急性心肌梗死動物模型，造模1周后行性別錯配移植，冠脈內(nèi)移植雄性豬的骨髓單個核細胞，1月后取受體雌性豬心肌梗死區(qū)心肌檢測Y染色體特有的性別決定基因的mRNA表達；以第二部分實驗的安慰劑組作對照，觀察早期移植組的基質(zhì)細胞衍生因子-1、干細胞因子、E選擇素、細胞間粘附分子-1、血管細胞粘附分子-1等細胞因子的mRNA表達。 結(jié)果： 1.受體雌性豬的心肌檢測到Y(jié)染色體特有的SRY基因