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骨髓间充质干细胞移植结合碱性成纤维细胞生长因子/肝素缓释支架在猪心肌血运重建中的实验研究

王颖  
【摘要】:间充质干细胞(mesenchymal stem cells, MSCs)存在于成人体内多种组织,可利用贴壁培养法将其分离出来。间充质干细胞有很强的克隆形成和扩增能力,并且具有向成骨,脂肪,软骨,神经和内皮等多种组织细胞分化的潜能。故已应用于包括急性心梗,自身免疫病,神经系统损伤在内的很多疾病的临床治疗。人骨髓来源的Flk1+CD34-CD31的间充质干细胞亚群具有血液血管干细胞特性,其在体外通过VEGF等诱导,能够形成典型的血管样结构。是治疗心血管疾病的良好种子细胞。 早期的研究表明:对不适合外科手术及传统方法治疗的终末期冠心病患者,激光打孔心肌血运重建术起到了一定的治疗作用,但其固有的热损伤效应等缺陷大大限制了它的应用。我们前期的研究证明:心梗区进行大孔径的机械性钻孔同时在孔道内置入复合bFGF的肝素支架会带来显著的促血管生成效应从而刺激孔道周围新生血管网的形成并且对心脏组织无热损伤。 本课题通过骨穿获得小型猪的骨髓间充质干细胞(BMSCs),并对其进行形态及功能分析,将以上尚不完善的各种方法联合使用,互相促进,旨在寻找一种有效的治疗缺血性心脏病的方法,并探讨干细胞在其中的作用机制,为更有效的进行干细胞移植治疗进行摸索。 本文第一部分旨在证明中华实验用小型猪的骨髓间充质干细胞的生物学性状及多向分化潜能,尤其是分化为心血管组织的能力。利用密度梯度离心法分离并培养BMSCs,用VEGF诱导其向血管内皮细胞分化。免疫荧光法检测BMSCs的体外分化。结果显示,在体外经诱导的BMSCs表达CD31抗原。以上结果说明该BMSCs可分化为血管内皮细胞,是心血管再生医学的理想种子细胞。 第二部分利用高分子聚合材料聚己内酯PCL、聚乳酸/乙醇酸(PLGA)制作符合心肌收缩功能的缓释药物支架并对支架的各种性能进行体外检测发现:该支架能够承受心肌的收缩压力,具有良好的组织相容性,药物释放符合治疗要求。 第三部分研究猪的异体BMSCs经心肌内注射联合TMDR及含bFGF的肝素化缓释支架治疗急性心肌梗塞(AMI)的有效性和移植细胞的作用机制。利用结扎阻断法制成AMI模型。在此基础上设立对照组(T)、打孔后细胞移植组(TC)、打孔后支架置入组(TS)和联合治疗组(TSC)。操作时于心梗区行3.0mm机械式透壁性钻孔后立即置入等孔径bFGF的肝素化缓释支架,在支架周围经心肌注入标记的BMSCs。6周后取组织切片进行免疫组织化学分析新生血管形成情况、核素心肌断层显像检测相对心肌缺血质量、心脏超声学评价心脏功能的变化。免疫荧光法分析细胞的植入和分化。结果显示,术后6周,与T组相比,TC组、TS组及TSC组新生血管密度及心肌局部血流灌注均显著增加(P0.001),心功能改善符合这一趋势。联合治疗组中上述指标与TS或TC组相比亦存在显著差异(P0.05)。免疫荧光结果显示,标记的BMSCs广泛分布在心肌梗死区及心梗周边区,甚至分布在梗死中心区。移植细胞表达阳性的vWF抗原。因此,联合治疗更有利于心梗后心功能、血流灌注的改善及移植细胞的存活,存活细胞在体内分化成血管内皮细胞,参与新生血管网的形成。


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