骨髓间充质干细胞(MSCs)移植治疗慢性心力衰竭的临床应用尚存在多方面瓶颈,如细胞移植归巢效率低下等。我们的前期实验及国外同行的研究一致表明,通过SDF-1/CXCR4信号轴动员MSCs归巢到坏死的心肌,尤其能够提高急性心肌梗死的治疗效果。然而心肌梗死后心力衰竭的心肌局部微环境已极度缺乏"吸引"干细胞趋化的细胞因子SDF-1,故不足以吸引干细胞归巢。为进一步提高MSCs归巢效率,本课题拟采用SDF-1质粒预先植入心梗后慢性心力衰竭大鼠的心肌组织中,使心肌微环境高表达SDF-1,然后通过外周静脉植入高表达CXCR4受体的干细胞,采用病理形态学、血流动力学、免疫组织化学、分子生物学技术检测其归巢心肌效果及心肌修复能力。我们期待局部心肌微环境的SDF-1分泌可以有效增强干细胞移植治疗心力衰竭的效果。该课题将进一步揭示骨髓间充质干细胞的归巢信号机制,为MSCs治疗心力衰竭的临床应用提供更多的依据。
Myocardial infarction;Mesenchymal stem cells;Transplantation;Differentiation;
该研究旨在研究通过增强SDF-1/CXCR4信号轴对MSCs“归巢”及心衰心肌修复的影响。该项目初期构建了基质细胞衍生因子1a –绿色荧光蛋白(SDF-1α-GFP)重组腺病毒载体并摸索其转染大鼠心肌细胞系的最佳条件;通过实验前期增强MSC表面受体CXCR4的表达,将过表达CXCR4的MSC植入到坏死心肌中,观察移植后不同时期心肌局部炎性因子的表达水平、心肌细胞凋亡、MSC归巢数量、左室扩张程度、心功能的变化、VEGF及bFGF因子的表达等指标。研究发现,MOI值为4000的Ad- SDF-1α-GFP转染H9C2细胞系48小时能达到最佳的转染效率和并最小程度损伤细胞;CXCR4过表达的MSC能够显著缓解心肌细胞凋亡、抑制炎性细胞因子TNF-α,IL-1β及IL-6的表达;缓解左室扩张和胶原沉积,增加MSC归巢和存活数量,上调VEGF及bFGF因子的基因和蛋白表达。研究证实,CXCR4过表达的MSC对于梗死后心肌修复具有抗凋亡、抗炎作用,并且增强了干细胞移植后的旁分泌作用,增强SDF-1/CXCR4信号轴可以显著提高MSCs“归巢”及心衰心肌修复的作用。