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背景:干细胞移植到心脏受心肌梗死后恶劣微环境影响,导致细胞大量凋亡甚至死亡。因此,如何提高干细胞移植成活率就成为干细胞治疗领域最大的挑战。环孢菌素(CsA)是临床广泛应用的高效免疫抑制剂。近年来研究发现,环孢菌素A能抑制细胞凋亡,因而得以在心血管领域应用。然而长期应用环孢菌素A可能带来的肝、肾毒性却限制了该药在临床的大规模应用。借鉴肿瘤化疗药物的靶向递药的成功经验,我们制造并评估了负载环孢菌素A的纳米乳(CsA-NP)。由于纳米微粒能修饰药物在体内的重新分布,因而有望达到靶向、高效、低毒的疗效。目的:因此,本项研究将评估CsA-NP是否能增强脂肪组织来源干细胞(ASCs)移植治疗小型猪急性心肌梗死疗效及可能机制。方法:第一部分:CsA-NP采用高压均质法制备而成。采用高效液相色谱法(HPLC)评估产品的载药率,乳径的粒径经激光粒度分析仪测定。第二部分:评估CsA-NP在体外对ASCs增殖和分化的影响。提取小型猪腹股沟脂肪组织经分离、培养和扩增。ASCs表面标记物经流式细胞仪检测鉴定。ASCs增殖和分化采用细胞直接计数和MTT检测。第三部分:评估CsA-NP保护ASCs抗凋亡作用及可能机制。采用过氧化氢(H2O2)体外诱导ASCs凋亡模型, Annexin-VFITC/PI双染流式细胞术检测ASCs细胞凋亡,细胞活性和Caspase-3活性检测分别采用CCK-8试剂Caspase-3试剂,cytochrome c的表达采用Western blot分析。第四部分:延迟增强核磁共振(DE-MRI)评估经皮球囊封堵冠状动脉法制备小型猪急性心肌梗死模型。第五部分:17头AMI后存活的小型猪分为四组: control组(n=5); CsA-NP组,(n=4); ASCs组(n=4); ASCs和CsA-NP联合移植组(CsA-NP+ASCs组, n=4)。AMI后1周经冠脉内注入ASCs或PBS。干细胞移植前和干细胞移植后8周,DE-MRI评估心脏结构和功能。病理组化评估移植后心肌和移植细胞情况。结果:第一部分:本研究制备的CsA-NP工艺稳定性好,粒径均匀,50%的乳滴微粒直径在162nm以内。第二部分:检测结果提示ASCs分子表型CD29、CD44、CD90、CD105均呈阳性表达,而CD31、CD34、CD45、HLA-DR均呈阴性表达。CsA-NP浓度在(0.01-1mg/ml)之间对细胞增殖有明显促进作用(P<0.01);其中又以0.5mg/ml的CsA-NP剂量组为最佳。5mg/ml以上对细胞增殖几乎没有影响。第三部分:细胞形态(细胞皱缩、凋亡小体形成和DNA片段化)和生化结果检测显示H2O2能诱导ASCs凋亡,但CsA-NP(0.1-10mg/ml)作用24小时后能抑制H2O2诱导的ASCs凋亡,其中又以5mg/ml浓度组为最佳(P<0.001)。H2O2诱导的ASCs线粒体内跨膜电位坍塌可部分被CsA-NP (0.1-10mg/ml)抑制。CsA-NP(0.1-10mg/ml)可下调caspase-3活性,而且Western-blot结果显示CsA-NP (5mg/ml)可完全抑制H2O2诱导的cytochrome C释放。第四部分:有17只小型猪心肌梗死造模后存活,成功率54.8%(17/31)。MRI显示心肌梗死面积为10.2±2.9(cm3)。与对照组比较,AMI组CO、LVEF和SV均明显下降(P<0.001);而LVEDV和LVESV均升高(P<0.05)。DE-MRI与后期的左室短轴病理切片结果相呼应。第五部分:与对照组比较,ASCs和CsA-NP+ASCs组的LVEDV、 LVESV升高显著(P<0.05)。与CsA-NP和ASCs组比较,CsA-NP+ASCs组的LVEF提升尤其明显(P<0.01),而梗死面积和室壁厚度下降显著,梗死中心和梗死边缘的血管增生明显(P<0.01),而其它三组无显著性差异。与ASCs组比较,CsA-NP+ASCs组DAPI和免疫荧光显示心肌表面标记物α-actin, cTn-T, vWF分化显著增多(P<0.01)。Masson纤维染色显示ASCs和CsA-NP+ASCs组的纤维增生显著下降(分别为P<0.05, P<0.01)。TUNEL显示ASCs和CsA-NP+ASCs组心肌细胞凋亡明显减轻(分别为P<0.05, P<0.01)。CsA-NP+ASCs和CsA组caspase-3和cytochrome C水平显著下降(P<0.05)。结论:CsA-NP增强了ASCs移植治疗小型猪AMI疗效,改善了左室重构,提高了心功能。心功能的改善与ASCs移植联合CsA-NP应用抑制细胞凋亡,促进细胞增生、分化与存活,刺激心肌组织血管增生有关。