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研究背景:干细胞疗法治疗急性心肌梗死前景美好,但最近多个关于骨髓来源细胞(Bone Marrow-Derived Cells,BMCs)的临床试验并未获得预期结果,表明干细胞疗法的广泛临床应用还有很多需要完善的方面。新近,c-kit阳性的心脏干细胞(Cardiac Stem Cells,CSCs)被认为是修复损伤心肌的最适细胞类型。在发生心血管事件后,在梗死区域及梗死边缘区可以发现有心脏干细胞的动员,同时上调表达的还有Wnt信号系统的多个组分,有研究表明Wnt信号系统与于细胞动员、增殖、分化有关,经典Wnt/beta-catenin信号通路的抑制对心肌梗死心脏有保护作用。Wnt5a是Wnt非经典途径的代表分子,能抑制Wnt经典通路,体外试验表明其能够促进干细胞向心肌细胞分化。目前尚不清楚Wnt5a对心肌梗死的影响。
目的:探讨Wnt5a对心肌梗死大鼠心肌凋亡和心脏干细胞动员的的影响。研究方法:健康雄性SD大鼠48只。实验分组:1)Wnt5a小剂量治疗组(MI-WtL),左前降支结扎建立心梗模型,术后即刻腹腔注射Wnt5a1μg/kg,以后0.5μg/kg/d腹腔注射连续5天;2)Wnt5a大剂量治疗组(MI-WtH),建立心梗模型术后即刻腹腔注射Wnt5a2μg/kg,以后1μg/kg/d腹腔注射连续5天;3)心肌梗死对照组(MI-Ctrl);4)假手术组(SO),在左前降支下穿线模拟,不结扎。四组各12只。SO组和MI-Ctrl组大鼠在同样时间点腹腔注射相同体积PBS。各组大鼠于术后第7天,测定血流动力学,并取出心脏,作相应切片行HE染色、Masson染色、TUNEL法染色以及免疫组化染色检测c-kit蛋白表达。计算心梗面积(MIA,Myocardial Infarction Area)、凋亡指数(AI,Apoptotic Index),测定c-kit蛋白表达平均光密度值(MOD,Mean Optical Density)。其中MIA=(心梗部分内膜长度+外膜长度)/(左室内膜长度+外膜长度)×100%;AI=凋亡细胞核数/总细胞核数×100%。
结果:1)三梗死组MI-Ctrl、MI-WtL和MI-WtH组颈动脉收缩压(SBP)、舒张压(DBP)、平均动脉压(MAP)、左心室最大收缩压(LVPmax)、左室内压最大上升和下降速率(+dp/dt和-dp/dt)均低于SO组(P<0.05);MI-WtH和MI-WtL组+dp/dt和-dp/dt均高于MI-Ctrl组(P<0.05),但大、小剂量治疗组间无显著差异(P>0.05)。2)MI-WtH和MI-WtL组心肌梗死面积小于MI-Ctrl组(32.56±4.33vs38.11±3.98,P<0.05;33.43±4.01vs38.11±3.98,P<0.05),但大、小剂量治疗组间无显著差异(32.56±4.33vs33.43±4.01,P>0.05)。3)三梗死组梗死边缘区凋亡的心肌细胞较SO组大量增加(P<0.05),其中MI-WtH组凋亡指数明显低于MI-Ctrl组(38.54±7.78vs45.53±8.89,P<0.05),但MI-WtH组和MI-WtL组、MI-WtL组和MI-Ctrl组之间并无显著差异(38.54±7.78vs40.87±9.11,P>0.05;40.87±9.11vs45.53±8.89,P>0.05)。4)与SO组相比,三梗死组梗死边缘区c-kit表达显著增加;其中MI-WtH和MI-WtL组c-kit表达显著高于MI-Ctrl组(0.29±0.04vs0.24±0.04,P<0.05;0.28±0.05vs0.24±0.04,P<0.05),但大、小剂量治疗组间无显著差异(0.29±0.04vs0.28±0.05,P>0.05)。
结论:在大鼠急性心肌梗死早期给予Wnt5a干预,能够减少心梗面积,改善心功能。Wnt5a对急性心肌梗死的大鼠具有心脏保护作用,这种作用可能与其减少心肌细胞凋亡、动员心脏干细胞修复心脏有关。