MSCs联合G-CSF对兔梗死心肌修复作用的MR与病理对照研究

来源 :同济大学医学院 同济大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ivyliucn
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目的:   本实验采用超顺磁性氧化铁(SPIO)标记兔骨髓间充质干细胞(MSCs),旨在明确多聚赖氨酸(PLL)介导SPIO标记干细胞的安全性及其对细胞的生物学活性影响;通过MR动态观察移植标记干细胞的存活、分布范围及迁徙的情况;Cine-MR评价兔心肌梗死后心功能及治疗后心功能变化情况;病理观察干细胞的存活及分布特点;结合免疫组化CD34、VEGF的表达以及凋亡细胞的分布及计数,探讨MSCs移植及G-CSF注射对梗死心肌的修复作用,探寻兔心肌梗死MSCs移植治疗更有效的移植时机及配伍,为临床干细胞移植治疗心肌缺血性疾病提供实验依据。   方法:   采用全骨髓贴壁法对MSCs进行分离、培养;光镜观察细胞生长特征并记录其生长曲线;通过流式细胞仪对所获得的细胞进行表面抗原(CD34和CD44)的检测。采用PLL介导SPIO标记干细胞;对标记细胞进行普鲁士蓝染色,观察标记效率;台盼兰染色观察细胞的活力;MTT法观察干细胞增殖活性。兔左冠状动脉前降支(LAD)低位双重结扎制备兔心肌梗死模型,于梗死后3天或7天行MSCs移植和/或粒细胞集落刺激因子(G-CSF)注射。MR动态观察移植干细胞的存活、分布范围及迁徙情况;Cine-MR评价治疗后心功能变化情况。最后经病理学检查观察梗死心肌形态、移植细胞的存活及迁徙;免疫组织化学观察CD34、VEGF的表达;TUNEL染色法计数凋亡细胞,综合分析MSCs及G-CSF对兔梗死心肌的作用。   结果:   1.干细胞分离、培养:骨髓细胞悬液接种后24小时可见细胞贴擘,培养72小时细胞局部呈漩涡状生长,原代细胞培养7-12天可传代,传代细胞生长速度加快,约2天即可传代。   2.干细胞鉴定、标记及活性测定:获得的MSCs呈长梭形、纤维状贴壁生长;经流式细胞仪检测,表面抗原CD34、CD44+细胞占细胞总数的95%以上;标记组与未标记组细胞台盼兰染色活细胞计数均为98%左右;普鲁士蓝染色显示99%以上的干细胞胞浆中含有蓝色铁颗粒;MTT结果显示标记细胞与未标记细胞生长曲线差异无统计学意义(P>0.05)。   3.MR表现①信号改变:MR可清晰成像移植的标记MSCs,表现为T2WI及T2*WI境界清晰的点状或小片状低信号区,随着时间推移,低信号范围逐渐扩大、边界变模糊,直至消失;移植后4周,低信号影未见显示。②Cine-MR:梗死3天移植各组左室前壁增厚率与射血分数(EF)均未见明显提高(P>0.05);梗死7天移植组中,MSCs组、G-CSF组、MSCs+G-CSF组左室前壁增厚率大于PBS注射组(P<0.05),MSCs组与MSCs+G-CSF组EF值较PBS对照组有所增高(P<0.05),且MSCs+G-CSF组EF值增高较明显(P<0.01)。   4.病理表现:各MSCs组和MSCs+G-CSF组切片普鲁士蓝染色见胞浆内含蓝色铁颗粒的阳性细胞散在分布于梗死边缘区。   5.TUNEL染色:凋亡细胞分布于梗死边缘区,梗死3天移植组及梗死7天移植组中,MSCs组、MSCs+G-CSF组与PBS对照组相比较,凋亡细胞减少(P<0.05);G-CSF组与PBS对照组相比较,凋亡细胞数未见明显差异(P>0.05)。   6.免疫组化:梗死3天移植组及梗死7天移植组中,MSCs组、G-CSF组、MSCs+G-CSF组与PBS对照组相比较,VEGF表达增加(P<0.05),CD34标记毛细血管计数增加(P<0.05)。   结论:   1.全骨髓贴壁法可以成功分离、培养MSCs,操作简便易行,实用价值高。   2.获得的MSCs活性高、传代能力强,可以保持未分化表型而快速增殖。   3.PLL介导Resovis可以安全、高效地标记MSCs,且不影响MSCs的生长、增殖等生物学特性。   4.LAD根部下5mm低位双重结扎建立兔心肌梗死模型成功率高、仿真性好、可重复性强。   5.MR可对移植到兔梗死心肌内的标记MSCs进行活体示踪,能够在较长时间动态观测干细胞的存活与迁徙情况,表现为T2WI、T2*WI局灶性低信号影,且随时间延长,低信号范围逐渐扩大、边缘变模糊,直至消失。   6.Cine-MR可以较客观的评价兔心肌梗死后心功能及细胞移植治疗后心功能的改善情况;MSCs移植及MSCs与G-CSF联合应用可促进心功能改善,而单纯注射G-CSF心功能恢复不明显。   7.病理观察发现部分移植干细胞在梗死边缘区存活并向周围组织迁移。   8.MSCs移植与注射G-CSF能够使梗死边缘区VEGF分泌增加,新生血管数目增多,血供改善;MSCs移植有助减少心肌细胞凋亡,促进心功能恢复。   9.研究提示兔心肌梗死亚急性期移植MSCs对左室壁增厚率的改善优于急性期移植。   10.MSCs联合G-CSF治疗心肌梗死较单纯MSCs移植心功能改善更为显著。
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