基因修飾在提高脂肪來源干細(xì)胞移植治療心梗療效和指導(dǎo)體內(nèi)示蹤中的應(yīng)用研究.pdf

1、急性心肌梗死嚴(yán)重危害人類健康，心肌細(xì)胞的不可再生和持續(xù)的心功能惡化導(dǎo)致其預(yù)后不良。近年來，干細(xì)胞移植治療缺血性心臟疾病正受到普遍的關(guān)注。盡管如此，單純的細(xì)胞治療還有明顯不足：首先，移植區(qū)域氧化應(yīng)激及炎癥損傷嚴(yán)重，移植細(xì)胞在病灶區(qū)注射后大量游走，移植細(xì)胞存活率和滯留率低；其次，干細(xì)胞旁分泌因子表達(dá)降低，心肌早期保護(hù)作用有限；最后，干細(xì)胞分化效果受到質(zhì)疑，心肌遠(yuǎn)期保護(hù)能力弱。
　　近年來，基因修飾被用于提高干細(xì)胞移植治療心梗的療效。血

2、紅素氧合酶-1（HO-1）是一種血紅素代謝的限速酶，參與的保護(hù)機(jī)制包括減輕內(nèi)毒素、多種細(xì)胞炎癥因子、金屬等誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激損傷。其反應(yīng)終產(chǎn)物CO、膽紅素也被證實(shí)具有抗氧化、抗凋亡的作用。本研究通過轉(zhuǎn)基因模式使自體脂肪來源干細(xì)胞（ADSCs）過表達(dá)HO-1，并評(píng)價(jià)其治療心梗療效。同時(shí)，基因修飾也為進(jìn)一步研究干細(xì)胞移植后在活體內(nèi)滯留和分化規(guī)律提供了可能。本研究隨后利用融合標(biāo)記報(bào)告基因技術(shù)在多種影像學(xué)手段介導(dǎo)下，實(shí)現(xiàn)對(duì)移植后的細(xì)胞體內(nèi)示蹤進(jìn)行實(shí)

3、時(shí)和多方位的結(jié)合，并評(píng)價(jià)其應(yīng)用價(jià)值。
　　方法：本研究第一部分，在獲得自體ADSCs的同時(shí)，向兔的心肌梗死區(qū)域分別注射過表達(dá)HO-1的ADSCs（HO-1-ADSCs組）、無基因修飾細(xì)胞（ADSCs組）和PBS液（對(duì)照組）。注射4周之后，測(cè)量心臟功能并從病理角度分析其治療效果和分化潛能。本研究第二部分，使用優(yōu)化技術(shù)將攜帶三標(biāo)記融合報(bào)告基因的慢病毒載體高效轉(zhuǎn)染感染ADSCs，該三標(biāo)記報(bào)告基因可同時(shí)編碼表達(dá)熒光素酶、單體紅色熒光蛋白和

4、短縮型胸腺嘧啶核苷激酶（fluc-mrfp-ttk）。轉(zhuǎn)染后的ADSCs細(xì)胞系（TF-ADSCs）被用于細(xì)胞生物學(xué)性能等方面的評(píng)估。本研究第三部分，TF-ADSCs連同纖維蛋白膠支架載體聯(lián)合移植入梗死心臟中，分別使用生物發(fā)光成像和小動(dòng)物PET/CT成像技術(shù)明確ADSCs在體內(nèi)的動(dòng)態(tài)滯留規(guī)律，并使用組織學(xué)方法評(píng)估細(xì)胞在體內(nèi)的分化潛能。
　　結(jié)果：1）超聲心動(dòng)圖顯示HO-1-ADSCs組心肌功能和左室結(jié)果均有明顯改善。詳細(xì)的組織學(xué)分析

5、表明HO-1-ADSCs分化為心肌樣細(xì)胞組織和管腔樣器官結(jié)構(gòu)。除了血管發(fā)生和梗死部位的改善外，相對(duì)于ADSCs處理組，在HO-1-ADSCs組可觀察到更多的連接蛋白CX43陽性的縫隙連接和酪氨酸羥化酶陽性的心臟交感神經(jīng)萌生。
　　2）融合報(bào)告基因病毒轉(zhuǎn)染不影響細(xì)胞功能。體外成像分析顯示細(xì)胞數(shù)量和生物發(fā)光信號(hào)（BLI）之間存在理想的線性相關(guān)（R2=0.99）；同樣，細(xì)胞數(shù)量和放射信號(hào)攝取也存在明確的線性相關(guān)（R2=0.98）。進(jìn)一步

6、體內(nèi)分析顯示，BLI技術(shù)和PET技術(shù)都可以觀察到TF-ADSCs在心臟內(nèi)的滯留，而且細(xì)胞能在移植部位完成向心肌再生和血管新生。同時(shí)，與BLI成像相比，PET/CT技術(shù)可以提供細(xì)胞滯留的準(zhǔn)確定位。
　　結(jié)論：過表達(dá)HO-1的自體ADSCs移植治療對(duì)于改善心肌梗死的預(yù)后是可行且有效的方法；同時(shí)，將影像技術(shù)的結(jié)合可以有助于可靠而又有效的檢測(cè)移植細(xì)胞，在對(duì)可注射支架攜帶干細(xì)胞治療心臟病的研究中具有重大意義。各種基于治療或評(píng)價(jià)等相關(guān)基因病毒