基质细胞衍生因子-1/CXC族细胞因子受体4轴在缺氧预处理骨髓间充质干细胞移植促进Sprague-Dawley大鼠急性心肌梗死心脏功能恢复中的作用

摘要

目的观察缺氧预处理的同种异体骨髓间充质干细胞(MSCs)移植入受体后,基质细胞衍生因子(SDF)-1/CXC族细胞因子受体(CXCR)4轴在促进Sprague-Dawley(SD)大鼠急性心肌梗死(AMI)心脏功能恢复中的作用。方法对SD大鼠的MSCs进行体外培养、鉴定,并行缺氧预处理。128只SD大鼠被随机分入MSCs移植组(MSCs组)、缺氧预处理MSCs移植组(预处理MSCs组)、AMI组、假手术组,每组32只。MSCs组、预处理MSCs组和AMI组大鼠均予冠状动脉左前降支结扎造成AMI 10min后,预处理MSCs组大鼠在梗死区域、梗死区边缘局部共注射5×105/mL经缺氧预处理的MSCs,MSCs组大鼠注射5×105/mL MSCs,AMI组大鼠注射相同容量的0.9%氯化钠溶液。假手术组大鼠仅行开胸处理。造模前和造模后28d采用超声心动图测量左心室舒张末期内径(LVDd)、左心室收缩末期内径(LVDs)、左心室射血分数(LVEF)3项反映心脏功能的指标。分别于造模后1、7、14和28d每组各处死8只大鼠取其心脏组织行免疫组织化学、常规病理染色,计算心肌梗死面积百分比、梗死区心室壁厚度和心室肌内微血管密度(MVD)。采用实时定量PCR和免疫激光共聚焦定性、定量测定各组心肌组织内SDF-1和CXCR4的表达。结果造模后28d时超声心动图检测结果显示,预处理MSCs组、MSCs组、AMI组的LVDd和LVDs均显著长于假手术组(P值均<0.05),LVEF均显著低于假手术组(P值均<0.05);预处理MSCs组、MSCs组的LVDd和LVDs均显著短于AMI组(P值均<0.05),LVEF均显著高于AMI组(P值均<0.05);预处理MSCs组的LVDd和LVDs均显著短于MSCs组(P值均<0.05),LVEF均显著高于MSCs组(P<0.05)。造模后28d,预处理MSCs组、MSCs组的心肌梗死面积百分比均显著小于AMI组(P值均<0.05),预处理MSCs组显著小于MSCs组(P<0.05);预处理MSCs组、MSCs组左心室前壁厚度均显著厚于AMI组(P值均<0.05),预处理MSCs组显著厚于MSCs组(P<0.05)。造模后28d,预处理MSCs组、MSCs组、AMI组心肌梗死区的MVD定量和AMI组梗死边缘区的MVD定量均显著低于假手术组(P值均<0.05),预处理MSCs组、MSCs组梗死边缘区的MVD定量均显著高于假手术组(P值均<0.05),预处理MSCs组、MSCs组心肌梗死区和梗死边缘区的MVD定量均显著高于AMI组(P值均<0.05),预处理MSCs组心肌梗死区和梗死边缘区的MVD定量均显著高于MSCs组(P值均<0.05)。造模后1、7、14和28d,预处理MSCs组、MSCs组和AMI组的SDF-1和CXCR4蛋白荧光强度均显著高于假手术组(P值均<0.05),预处理MSCs组、MSCs组均显著高于AMI组(P值均<0.05),预处理MSCs组均显著高于MSCs组(P值均<0.05)。结论SD大鼠AMI区局部注射缺氧预处理的MSCs或MSCs后可使SDF-1和CRCR4在受损组织局部表达上调,同时心功能得到改善。SDF-1/CRCR4轴在心肌梗死区局部表达上调可能是缺氧预处理MSCs或MSCs移植后改善心脏功能的重要途径之一。