基因修飾在提高脂肪來源干細胞移植治療心梗療效和指導體內(nèi)示蹤中的應用研究.pdf

1、急性心肌梗死嚴重危害人類健康，心肌細胞的不可再生和持續(xù)的心功能惡化導致其預后不良。近年來，干細胞移植治療缺血性心臟疾病正受到普遍的關注。盡管如此，單純的細胞治療還有明顯不足：首先，移植區(qū)域氧化應激及炎癥損傷嚴重，移植細胞在病灶區(qū)注射后大量游走，移植細胞存活率和滯留率低；其次，干細胞旁分泌因子表達降低，心肌早期保護作用有限；最后，干細胞分化效果受到質疑，心肌遠期保護能力弱。
　　近年來，基因修飾被用于提高干細胞移植治療心梗的療效。血

2、紅素氧合酶-1（HO-1）是一種血紅素代謝的限速酶，參與的保護機制包括減輕內(nèi)毒素、多種細胞炎癥因子、金屬等誘導的氧化應激損傷。其反應終產(chǎn)物CO、膽紅素也被證實具有抗氧化、抗凋亡的作用。本研究通過轉基因模式使自體脂肪來源干細胞（ADSCs）過表達HO-1，并評價其治療心梗療效。同時，基因修飾也為進一步研究干細胞移植后在活體內(nèi)滯留和分化規(guī)律提供了可能。本研究隨后利用融合標記報告基因技術在多種影像學手段介導下，實現(xiàn)對移植后的細胞體內(nèi)示蹤進行實

3、時和多方位的結合，并評價其應用價值。
　　方法：本研究第一部分，在獲得自體ADSCs的同時，向兔的心肌梗死區(qū)域分別注射過表達HO-1的ADSCs（HO-1-ADSCs組）、無基因修飾細胞（ADSCs組）和PBS液（對照組）。注射4周之后，測量心臟功能并從病理角度分析其治療效果和分化潛能。本研究第二部分，使用優(yōu)化技術將攜帶三標記融合報告基因的慢病毒載體高效轉染感染ADSCs，該三標記報告基因可同時編碼表達熒光素酶、單體紅色熒光蛋白和

4、短縮型胸腺嘧啶核苷激酶（fluc-mrfp-ttk）。轉染后的ADSCs細胞系（TF-ADSCs）被用于細胞生物學性能等方面的評估。本研究第三部分，TF-ADSCs連同纖維蛋白膠支架載體聯(lián)合移植入梗死心臟中，分別使用生物發(fā)光成像和小動物PET/CT成像技術明確ADSCs在體內(nèi)的動態(tài)滯留規(guī)律，并使用組織學方法評估細胞在體內(nèi)的分化潛能。
　　結果：1）超聲心動圖顯示HO-1-ADSCs組心肌功能和左室結果均有明顯改善。詳細的組織學分析

5、表明HO-1-ADSCs分化為心肌樣細胞組織和管腔樣器官結構。除了血管發(fā)生和梗死部位的改善外，相對于ADSCs處理組，在HO-1-ADSCs組可觀察到更多的連接蛋白CX43陽性的縫隙連接和酪氨酸羥化酶陽性的心臟交感神經(jīng)萌生。
　　2）融合報告基因病毒轉染不影響細胞功能。體外成像分析顯示細胞數(shù)量和生物發(fā)光信號（BLI）之間存在理想的線性相關（R2=0.99）；同樣，細胞數(shù)量和放射信號攝取也存在明確的線性相關（R2=0.98）。進一步

6、體內(nèi)分析顯示，BLI技術和PET技術都可以觀察到TF-ADSCs在心臟內(nèi)的滯留，而且細胞能在移植部位完成向心肌再生和血管新生。同時，與BLI成像相比，PET/CT技術可以提供細胞滯留的準確定位。
　　結論：過表達HO-1的自體ADSCs移植治療對于改善心肌梗死的預后是可行且有效的方法；同時，將影像技術的結合可以有助于可靠而又有效的檢測移植細胞，在對可注射支架攜帶干細胞治療心臟病的研究中具有重大意義。各種基于治療或評價等相關基因病毒