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犬骨髓单个核细胞自体移植治疗心肌梗死的应用基础研究

邓学峰  
【摘要】: 目的1.建立犬心肌梗死模型,比较心肌声学造影和强化核磁共振扫描对心肌梗死的评价。2.研究心梗模型犬自体骨髓单个核细胞(BM-MNCs)移植对心功能及心肌灌注的影响。3.探讨利用核磁共振扫描技术活体示踪移植的BM-MNCs。 方法1.采用全麻开胸结扎冠状动脉的方法对20只成年家犬建立心肌梗死模型,2周后以心肌声学造影和强化核磁共振扫描对心梗面积及存活心肌进行评价,处死动物时测量瘢痕面积(与超声及核磁检查在同一短轴切面)并比较三者的差异。2.心梗模型犬14只,随机分为3组。于心梗后2周再次开胸,经心外膜分别注射10~7浓度BM-MNCs(实验组1)、10~5浓度BM-MNCs(实验组2)和等体积的磷酸缓冲液(对照组)。4周后复查超声心动图和心肌声学造影并比较治疗前后的差别。实验动物心脏标本行病理学检查计算心梗区毛细血管密度。3.超顺磁性氧化铁-Feridex是一种可用于临床的新型核磁共振对比剂,产生T2低信号。Feridex体外标记自体BM-MNCs,然后经心外膜注射到4只模型犬心梗区。分别于注射后1周、2周、4周进行1.5T核磁共振系列扫描,活体追踪观察移植细胞的信号变化。扫描条件采用心电门控、呼吸导航技术和优化的3DSSFP序列在犬自主呼吸下进行。处死实验动物标本行普鲁士蓝染色从微观的角度观察Feridex标记细胞的去向。 结果1.开胸结扎犬冠脉制作心肌梗死模型的成功率90%,死亡率10%。心肌声学造影和增强-核磁共振扫描测量的心肌梗死面积分别2.29±050cm~2、1.73±0.72cm~2,大体标本测量瘢痕面积为1.70±0.85cm~2,心肌声学造影所测面积大于后两者测得面积,有显著性差别(p<0.05)。MCE和增强MRI均可发现心梗区周围的存活心肌。2.自体BM-MNCs移植后4周超声心动图显示可显著增加左室射血分数(62%和58%vs 48%);减小心肌梗死面积(2.74cm~2 vs 1.91cm~2;2.49cm~2 vs 2.03cm~2):改善E/A比值(0.78和0.89vs0.42)(p<0.05);但对心梗区室壁厚度没有影响(0.53cm vs 0.59cm vs 0.60cm)(p>0.05)。心肌声学造影图像分析软件测得细胞移植后强度-时间曲线的A值、k值及A×k值较移植前明显增加(p<0.05),对照组没有显著性差异(p>0.05)。3.普鲁士蓝染色显示体外Feridex标记BM-MNCs成功率达98%以上,而且细胞活性不受影响;其中3只实验犬标记细胞移植区1周内可用1.5T磁共振仪3DSSFP序列在体扫描到T2低信号影像,4周时该低信号消失;同样条件下经甲醛固定的标记细胞在1周时也可检测到T2低信号,但2周时该低信号消失;未标记细胞移植区没有检测到低信号。增强-MRI可明确注入的细胞在心肌梗死区内。4.BM-MNCs移植犬心梗区镜下可见大量簇状排列的新生毛细血管,实验组1、实验组2和对照组的毛细血管密度分别是79.8±4.8个/mm~2,74.8±6.5个/mm~2,28.6±5.2个/mm~2(p<0.05)。普鲁士蓝染色镜下可观察到Feridex标记的BM-MNCs向心肌样细胞和血管内皮细胞的分化,Feridex可被巨噬细胞吞噬。 结论1.开胸结扎冠状动脉是可靠的制作犬心肌梗死模型的方法,心肌声学造影和强化核磁共振扫描是检测心梗及存活心肌的准确可靠手段。2.心梗模型犬自体骨髓单个核细胞移植能够改善心功能和心梗区血流灌注。3.经Feridex标记的骨髓单个核细胞在体能够被1.5T磁共振仪检测到T2低信号影像,在病理能够被追踪发现向心肌样细胞和血管内皮细胞的分化。4.心肌声学造影和核磁共振活体示踪技术均可应用于干细胞的临床研究。


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