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研究背景:心肌梗死是目前我国最主要的致死病因之一。包括间充质干细胞(MSC)在内的各种干细胞移植均被证实能够提高心功能、延缓心肌梗死后的心肌重塑。然而,移植后移植细胞的低存活率限制了干细胞移植的治疗效果。缺血缺氧和炎症反应是导致移植后干细胞凋亡的主要病理原因。先前的研究者尝试了各种方法以提高干细胞移植后的存活率,比如过表达Akt、Bcl-2、清除氧自由基、过表达生长因子等,但疗效均不理想。芪参益气滴丸(QSYQ)是辅助治疗冠心病和心力衰竭的中成药,既往的研究提示其具有良好的调节心肌组织内炎症、维持心肌细胞能量代谢的作用。本研究创新性地将QSYQ应用于干细胞移植治疗心肌梗死领域,试图利用其多途径多靶点改善心梗后心肌组织微环境的优势,以此提高MSC移植后的存活率,从而加强MSC移植治疗心肌梗死的疗效。研究方法:从携带eGFP的C57BL/6-Tg小鼠胫骨、腓骨中分离MSC。应用流式细胞术和免疫荧光法检测细胞表面的CD 90.2、Ly6A、CD 117、CD 45、CD 31表达情况,以鉴定其纯度。C57BL/6小鼠分为心肌梗死组(MI+PBS)、心梗+间充质干细胞移植组(MI+MSCs)和心梗+芪参益气滴丸联合间充质干细胞移植组(MI+MSCs+QSYQ)三组。实验前10天起,MI+MSCs+QSYQ组灌胃芪参益气滴丸溶液0.1 mL/天(3.9mg/mL,饮用水溶解),其余两组灌胃等量的饮用水。成功建立小鼠心肌梗死模型后,通过心肌内注射的方式移植骨髓间充质干细胞。造模前、细胞移植后14天和21天行超声心动图检测,评估心功能及左室重构。造模完成21天后,处死小鼠,留取心脏标本,通过组织病理学的方法评价心肌梗死面积、心肌纤维化、血管新生、以及细胞凋亡、增殖,并利用GFP的示踪特性,评估干细胞移植后的存活和凋亡情况。进一步采用免疫荧光染色法观察梗死区中性粒细胞、巨噬细胞及其亚群、调节性T淋巴细胞的分布,最后通过基因芯片分析各组小鼠心肌中的基因表达情况,探讨其可能的作用机制。研究结果:1、流式细胞术显示,培养所得的细胞表面高表达CD 90.2和Ly6A(分别为90.4%和96.3%),低表达CD45(23.6%),几乎不表达CD31和CD117(分别为4%和3.6%),免疫荧光结果与此类似,证明骨髓间充质干细胞被成功分离,培养。2、制备小鼠心肌梗死模型并完成间充质干细胞移植。术后21天,超声显示,MI+MSCs+QSYQ组的LVID;d,LVID;s明显小于其他两组,EF和FS值均显著升高(P<0.05),说明QSYQ联合MSC移植较单纯干细胞移植能有效抑制左心室重构,提高心功能。组织病理学结果显示,移植骨髓间充质干细胞能明显减少心肌梗死面积、减轻心肌间质纤维化、促进血管新生、刺激细胞增殖、减少细胞凋亡,QSYQ能进一步加强MSC的上述作用。3、移植后21天,MI+MSCs组小鼠心肌内GFP+细胞占总细胞数的10.63%,TUNEL+细胞占GFP+细胞的52.20%;MI+MSCs+QSYQ组小鼠心肌内GFP+细胞占总细胞数的14.70%,TUNEL+细胞占GFP+细胞的35.88%(P<0.001)。说明QSYQ能提高MSC移植后的存活率、抑制其凋亡。4、进一步的组织学分析发现,心肌梗死区未观察到M1巨噬细胞、调节性T淋巴细胞和中性粒细胞的特异性标记,而所有三组小鼠心肌组织的梗死区,均可以观察到大量的CD206和F4/80共定位,提示有大量的M2巨噬细胞浸润。定量分析提示MI+MSCs+QSYQ组CD206+细胞占F4/80+细胞的比例最高,为92.37±0.03%(P<0.001)。表明移植MSC能增加M2巨噬细胞的数量,MSCs+QSYQ移植能进一步提高M2巨噬细胞亚群的百分比。5、基因芯片分析显示,QSYQ能改变超过2700个基因的表达水平。Pathway分析提示 "focal adhesion"、"ECM-receptor interaction"、"Calcium signaling pathway"、"MAPK signaling pathway"、"fatty acid metabolism"、"peroxisome"、以及"nuclear factor of activated T-cells(NFAT)" 和"leukocyte transendothelialmigration pathways"通路均在QSYQ治疗后发生显著变化,参与了 QSYQ改善心肌局部炎症,提高MSC移植疗效的作用。研究结论:QSYQ+MSC移植治疗较单纯MSCs移植更好地抑制心梗后心室重构,改善心功能。组织学研究发现,QSYQ的治疗效果来源于更多的MSCs在心梗区存活,以及其对心梗后心肌局部炎症反应的调节作用。根据作者的检索,本课题首次发现了QSYQ对于MSC移植治疗心梗的提升作用,并对相关机制做了初步探讨,为临床干细胞移植治疗心血管疾病开拓了思路。