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经静脉途径移植骨髓间充质干细胞在慢性心肌梗死大鼠体内的分布

录入:linle    文章来源:网络    点击数:    更新时间:2011-9-2

  急性缺血性损伤及慢性心肌病导致心肌组织永久性损伤,由于其缺乏自我修复的能力,并由纤维组织所代替,导致心肌功能失调,最终可引起心力衰竭。因此修复受损心肌,防止心室功能不断降低成为遏制心衰发展的有效途径。近年出现的干细胞治疗心肌梗死是一种有着广阔前景的治疗方法。骨髓间充质干细胞是源于骨髓的一种干细胞,大量研究表明间充质干细胞具有向心肌组织分化的潜能,在发育的过程中,间充质干细胞含有未分化且较稳定的表型,这种表型在培育多代后仍然稳定存在,同时,间充质干细胞具有避免宿主免疫系统攻击的能力,成为目前临床前实验和临床研究的热门细胞。本实验利用慢性心肌梗死模型大鼠观察经静脉途径移植间充质干细胞后在全身分布的情况并对其分布与时间的相关性进行研究。

  近年干细胞移植治疗心脏疾病的研究发展迅速,主要的移植方式有经心外膜直接注射、冠状动脉内注射、心内膜注射和静脉注射。其中经静脉移植由于创伤小,操作简单等一些优点受到人们的关注。实验应用慢性心肌梗死模型,对经静脉移植细胞后在全身主要器官分布情况进行研究。

  实验表明,经静脉移植细胞后早期主要在肺组织中分布,同时在肝脏,脾脏,心脏中也有少量分布。肺组织中的细胞滞留随时间延长锐减,在其他器官中,细胞滞留量也随时间延长逐渐减少。

  经静脉移植干细胞24 h,实验组和假手术组在肺组织中存活的干细胞分别约占移植总量的52%和58%,两者相比差异无显著性意义。这可能是由于经静脉途径移植早期,由于肺的“首关效应”,随着血液循环到达肺循环的移植细胞相对于肺组织的毛细血管直径大,部分细胞无法通过而导致大量细胞滞留于肺组织中,此外肺毛细血管内皮细胞通过受体介导的黏附作用也起到了重要作用。在移植后2周,肺组织的数量急剧降低,实验组和假手术组中细胞数目仅占移植总量的 0.8%和1%,可见2周内肺组织中丧失了大量细胞,而移植后4周,两组肺中细胞滞留量约为0.2%,这可能是由于移植细胞受到肺循环中丰富血流不断冲刷,大量细胞可逃逸到其他组织器官中,同时细胞在肺组织中也可能由于炎症、免疫后凋亡或死亡,最终导致数目急剧减少。

  经静脉移植干细胞,只有少数细胞滞留于心脏中,此外,在肝脏及脾脏中,滞留的干细胞也仅有少量,这与其他一些研究结果一致。在移植后24 h,实验组心脏中滞留量约为移植总量的0.5%,而假手术组则约为 0.1%,可见实验组明显高于假手术组,经静脉移植早期,干细胞大量滞留于肺脏中,进入动脉系统的细胞相对较少,同时实验组由于心肌缺氧损伤,可能释放某些特殊的细胞因子作为信号分子,从而有利于捕获,黏附移植的干细胞,而假手术组心肌无缺氧损伤,但仍有少量的移植干细胞可能通过冠状动脉进入心肌组织,并短暂滞留于心脏中。移植4周后,实验组心脏中滞留的细胞仅占移植总量的0.2%,而在假手术组中未发现移植细胞,可见随时间延长细胞数目也明显减少。随着血流不断的冲刷及心肌梗死局部缺血缺氧,诱发的炎症反应等恶劣环境中,细胞逐渐凋亡或死亡,造成数量减少。

  在肝脏和脾脏中亦分布着少量的移植细胞。经静脉移植的细胞部分在通过肺循环后抵达体循环,再随肝动脉及脾动脉进入脏器中,进而滞留于这些脏器中,而这些滞留的干细胞同样可能遭受炎症、免疫等因素影响后凋亡或死亡,这可能是导致其分布细胞数量随着移植时间减少的主要原因。

  在未来的研究中,课题组将重心放在如何提高心肌梗死后移植细胞在心脏中的滞留存活以及存活的细胞是如何发挥作用方面。本实验发现慢性心肌梗死经静脉移植细胞后在心脏中仍可以有少量细胞分布,同时在心外器官中也有分布,其中在移植早期大量移植滞留于肺组织,但随着时间延长滞留的细胞量会急剧减少,其他器官中细胞数目也会随时间延长而减少。通过实验,为临床研究中应用细胞移植辅助治疗慢性心肌梗死提供了重要的理论基础,对指导临床具有重要意义。





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