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目的:探讨血管内皮祖细胞(endothelial progenitor cells,EPCs)移植在球囊损伤后血管再内皮化及抑制新生内膜增生中的作用及川芎嗪(TMP)的使用增强EPCs对损伤动脉内皮的修复,抑制平滑肌细胞(VSMC)和内膜的增生,降低管腔狭窄度效应,为冠脉介入术后再狭窄的治疗提供一种新的手段,并为TMP的开发提供新的作用点。
方法:1.细胞分离培养和鉴定:选取3月龄新西兰大白兔一只,连续3天皮下注射G-CSF30ug/d,抽取兔外周血25ml,用PBS将肝素抗凝血稀释一倍,将稀释血用Ficoll梯度密度离心,取中间白膜层的有核细胞,加入PBS,离心,洗涤两次。用含20%的胎牛血清、20ng/mlVEGF的1640培养液悬浮,接种于25ml的玻璃培养瓶中。待细胞长至80%融合时,进行传代。培养至14天后免疫组化法鉴定细胞。待细胞增殖到移植所需的数量时,换用含20umol/L/DAPI的培养液,培养6小时,消化收集细胞,无血清培养基沈涤两次,用无血清培养基制成单细胞悬液,以备移植。2.建立兔腹主动脉内皮损伤模型及EPCs的血管内移植:23只新西兰大白兔,雌雄不拘,体质量2.0-2.5KG(泸州医学院动物实验中心提供),随机分为对照组(A组)、单纯内皮祖细胞移植组(B组)、川芎嗪干预移植组(C组)共三组,A组7只,B组和C组每组8只。川芎嗪干预移植组动物术前3天开始经腹腔注射川芎嗪40mg/kg直至实验结束,单纯内皮祖细胞移植组和对照组给与腹腔注射等容积的生理盐水。
模拟冠状动脉介入治疗的方法建立兔腹主动脉内皮损伤模型,2%戊巴比妥钠30mg/kg过耳缘静脉麻醉满意后,分离兔左颈总动脉,结扎远心端,用20G的静脉留置针穿刺颈总动脉,全身肝素化,DSA数字减影X光引导下置入PTCA钢丝至腹主动脉,用3.5mm×20mm的球囊以6个大气压扩张,反复拉脱3次,行腹主动脉造影。造影完毕后,将球囊导管前端1/5置于球囊损伤动脉段上部,阻断血流,造影见血流完全阻断,行血管内移植,维持球囊扩张5分钟,对照组灌注无血清培养基,方法同上。退出导管,结扎近心端,缝合切口,术后每天肌注青霉素40万u/只,连续3天。3.组织学检查腹腔内注射过量的戊巴比妥钠处死动物,分离目标段腹主动脉,4%多聚甲醛固定过夜。取标本中1/3段,脱水包埋于石蜡中,切成5um的横切片,常规行HE染色,相邻切片行抗a-actin和抗CD31免疫组化染色切片,在400倍光镜下随机选取5个视野,记数新生内膜层细胞核,a-1actin定位于血管平滑肌细胞胞浆内,以a-actin免疫染色阳性细胞占全体细胞数的百分比表示平滑肌细胞增殖指数,以CD31阳性细胞占管腔内膜面积的百分比表示再内皮化指数。HE巳染色切片,在BI-2000图像分析系统上分别测定动脉内膜、中膜厚度及管腔截面积,以(1-狭窄处管腔面积/原管腔面积)×100表示管腔狭窄度。使用SPSS14.0软件包,所得数据采用均数±标准差表示,采用单因素方差分析(ONE WAY ANOVA)进行统计学处理,两两比较采用LSD法,P<0.05为有统计学意义。
结果:本实验中观察到,兔腹主动脉去内皮损伤后,在14d时A组、B组和C组内膜增殖厚度的情况分别是内膜52.2±8.1um、33.3±5.6um、20.6±3.6um,中膜厚度分别是104.0±11.5um、73.4±8.7um、57.0±6.5um,在方差齐的情况下EPCs移植组的内膜及中膜厚度显著低于对照组,分别是33.3±5.6umVS 52.2±8.1um和73.4±8.7um VS104.0±11.5um(P<0.01)。在方差齐的情况下内皮祖细胞移植组的平滑肌细胞增殖指数明显低于对照组(25.21%±5.30%VS 32.62%±7.20%,P<0.01),管腔狭窄度明显低于对照组(14.54%±4.08%VS 26.81%±5.56%,P<0.01),再内皮化指数明显高于对照组(20.51±0.15%VS 58.58%±0.29%.P<0.01)。使用川芎嗪的EPCs移植组比单纯EPCs移植组内膜、中膜厚度,管腔狭窄度及血管平滑肌细胞增殖指数均明显减低,而再内皮化指数明显高于单纯EPCs移植组(与单纯EPCs组比较P<0.01)。
结论:血管内EPCs移植具有抑制受损血管的内膜和中膜生成,加快损伤动脉内皮修复,抑制血管平滑肌细胞增殖和降低管腔狭窄度的作用。而使用川芎嗪的EPCs移植组比单纯EPCs移植组内膜、中膜厚度,平滑肌细胞增殖指数及管腔狭窄度减低,而再内皮化指数增高,说明EPCs移植有加快损伤动脉内皮修复的作用,川芎嗪具有加强其抑制内膜增生和血管平滑肌细胞增殖,降低管腔狭窄度的作用。