承載MSCs納米纖維補片移植治療心肌梗死和Tβ4過表達對內源性心肌修復的促進作用.pdf

1、目的:心肌梗死嚴重威脅著人們的生命與健康，給家庭和社會帶來了沉重的經濟負擔。迄今為止，對于心肌梗死的治療尚無理想措施。干細胞移植是目前最有前景的治療手段，但仍存在移植后細胞存活率低、難以向心肌細胞分化等關鍵性問題，這嚴重地影響了干細胞移植治療的效果。因此，制定有效地干細胞移植治療措施是亟待解決的首要問題。本研究利用承載MSCs或Tβ4過表達MSCs(Tβ4-MSCs)的納米纖維補片移植治療心肌梗死，探討PG納米纖維補片和Tβ4過表達對外

2、源性和內源性心肌修復的促進作用及其機制，以期為干細胞移植治療的深入開展和臨床應用提供新思路和可行性實驗依據。
　　方法:采用高分子材料PCL和天然生物材料明膠靜電紡絲制備PG納米纖維，利用體外三維培養(yǎng)系統(tǒng)評價PG納米纖維與細胞的相容性。通過建立體外低氧模型模擬體內缺血缺氧微環(huán)境，評價低氧和營養(yǎng)剝奪條件下PG對MSCs存活及增殖活性的影響。建立雌性大鼠心肌梗死模型，于梗死后1周移植承載表達GFP的雄性大鼠MSCs的PG納米纖維補片。

3、移植后4周通過超聲心動圖檢測大鼠心功能變化。用HE和Masson三色染色觀察大鼠左心室壁的形態(tài)和組織學變化，測量左心室壁厚度。采用CD31免疫熒光染色檢測微血管密度，評價梗死組織的血管新生。用LYVE-1免疫熒光染色檢測淋巴管，評價梗死邊緣區(qū)淋巴管新生。采用cTnT和Cx43免疫熒光染色檢測梗死組織內的心肌再生、分布特點和相互之間的連接。利用Y染色體示蹤和GFP追蹤移植細胞的存活和分布，同時采用PCR法檢測Sry基因DNA含量，綜合評價

4、PG對移植細胞存活的促進作用，用CD31和cTnT免疫熒光法檢測移植細胞向內皮和心肌細胞的分化。此外，為進一步明確PG承載MSCs移植促進心肌修復的作用機制，采用Wt1和c-Kit免疫熒光法檢測心外膜源性細胞(EPDCs)和內源性心肌干細胞在梗死組織的分布和分化。為了進一步探索內源性心肌修復在心肌梗死治療中的作用及其機制，采用Tβ4基因轉染MSCs，然后用承載Tβ4-MSCs的PG納米纖維補片移植治療大鼠心肌梗死，檢測大鼠心功能變化和心

5、臟形態(tài)學變化。免疫熒光法檢測補片移植后MSCs的存活和分化以及Tβ4過表達對內源性干細胞的激活和動員作用。
　　結果:PG納米纖維呈現(xiàn)多孔性，纖維直徑為244±51nm，孔隙率為83.06±0.8％，孔徑為0.83±0.15μm。體外三維模型實驗結果顯示，MSCs能夠在PG納米纖維膜上很好地鋪展和相互聯(lián)系。細胞骨架排列有序，與細胞的伸展方向基本一致。在低氧和無血清培養(yǎng)條件下PG能夠促進細胞存活和提高細胞活性。在大鼠心肌梗死模型，用

6、承載MSCs的PG納米纖維補片移植能夠明顯地改善大鼠心功能、縮小瘢痕面積、增加左心室壁厚度、促進血管新生、減少淋巴管新生和促進心肌再生。PG納米纖維能夠顯著提高移植細胞的存活率。Y染色體示蹤和GFP追蹤結果顯示，PG可促進移植細胞向心肌和內皮細胞分化。用承載MSCs的PG納米纖維補片移植，觀察到梗死組織內Wt1和c-Kit陽性細胞增多，部分細胞表達cTnT，提示承載MSCs的PG納米纖維補片在激活和動員內源性干細胞參與心肌修復方面發(fā)揮重

7、要作用。Tβ4基因轉染MSCs后能夠促進其過表達和分泌Tβ4。用承載Tβ4-MSCs的PG納米纖維補片移植，觀察到大鼠心功能得到進一步改善，左心室壁厚度明顯增加。Tβ4過表達明顯促進MSCs移植后的存活和分化，同時顯著增加Wt1和c-Kit陽性細胞向梗死組織的募集，大部分Wt1和c-Kit陽性細胞位于心外膜下層和心肌組織中，部分Wt1和c-Kit陽性細胞表達cTnT，這提示Wt1和c-Kit陽性細胞能夠分化為心肌細胞。
　　結論:

8、PG納米纖維具有良好的生物相容性和與心肌組織相適應的彈性系數，是一種良好的心肌組織工程納米材料。PG納米纖維能夠保護細胞免受低氧損傷，從而提高在缺血缺氧條件下的細胞存活率。用承載MSCs的PG納米纖維補片移植能夠有效地限制左心室擴張，促進移植細胞存活，并有利于移植細胞向內皮和心肌細胞分化。承載MSCs的PG納米纖維補片能夠有效地激活心外膜源性細胞和動員心肌干細胞參與內源性心肌修復，從而能夠顯著提高干細胞移植修復梗死心肌的效果。Tβ4過表