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SDF-1/CXCR4轴在MSCs移植促进SD大鼠急性心肌梗死心脏功能恢复中的作用

Expression of SDF-1/CXCR4 in acute infarct myocardium after implantation of bone marrow mesenchymal stem cells in rats

摘要:

目的 观察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1/趋化因子受体4(SDF-1/CXCR4)轴在促进SD大鼠急性心肌梗死心脏功能恢复中的作用.方法 96只雄性SD大鼠随机分为MSCs组(MSCs移植)、单纯心梗组、假手术组,每组各32只.MSCs组和单纯心梗组结扎SD大鼠冠状动脉左前降支造成急性心肌梗死10 min后,分别在梗死区域、梗死区边缘局部注射50μl MSCs(0.01×106个/μl,MSCs组)或注入相同容量生理盐水(单纯心梗组);假手术组只做开胸.各组术前及术后28 d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(LV Ds)、左室射血分数(EF)3项反应心脏功能的指标.术后l、7、14、28 d每组各处死8只大鼠取心脏组织作免疫组化、常规病理染色、心肌梗死面积、梗死区心室壁厚度和心室肌内微血管密度等项目检查.RT-PCR、免疫激光共聚焦定性及定量测定SDF-1/CXCR4在各组心肌组织内表达变化.结果 术后28 d时梗死区域、梗死区边缘心肌梗死面积MSCs组为:(22.5±2.4)%比(34.9±1.9)%,单纯心梗组为:(30.2±2.4)%比(35.5±2.8)%,组间差异均有统计学意义(均P< 0.05);MSCs组、单纯心梗组左室前壁厚度分别为:(2.88±0.32)、(1.80±0.71)mm,组间差异有统计学意义(P<0.05).28 d时超声心动图结果显示,MSCs组LVDd、LVDs和EF分别为(26.23±0.40)、(17.00±0.81)mm和(41.33±6.02)%,单纯心梗组LVDd、LVDs和EF分别为(28.14±0.39)、(20.17±0.53)mm和(33.32±6.88)%,假手术组LVDd、LVDs和EF分别为(20.99±0.51)、(12.99±0.41) mm和(51.88±4.10)%,MSCs组和单纯心梗组与假手术组比较心功能均有显著下降(P<0.05),而MSCs组与单纯心梗组比较心功能有明显改善(P<0.05).MSCs组心肌梗死边缘区新生微血管(15.77±0.25)个/视野,单纯心梗组(5.67 ±0.15)个/视野,与假手术组[(8.70±0.63)个/视野]比较差异均有统计学意义(均P<0.05).MSCs、正常心肌组织和梗死心肌组织均有SDF-1/CXCR4表达.移植MSCs后SDF-1/CXCR4在梗死周边区域注射细胞处及局部血管壁高表达.SDF-1 mRNA、CXCR4 mRNA、SDF-1和CXCR4蛋白荧光强度在术后1、7、14、28 d时,MSCs组和单纯心梗组与假手术组比较有显著升高(P<0.05),MSCs组与单纯心梗组比较显著升高(P<0.05).结论 SD大鼠急性心肌梗死局部注射MSCs可显著提高SDF-1/CRCX4表达,同时心功能得到改善.SDF-1/CRCX4轴表达上调可能是MSCs移植改善心梗后心肌功能的重要途径.

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