探讨肌内注射人脐带间充质干细胞(hUCMSCs)对多柔比星诱导扩张型心肌病(DCM)大鼠心脏功能与心肌微血管再生的影响。
方法将100只SD大鼠按随机数字表法分为正常组(15只)与DCM组(85只),DCM组大鼠每周腹腔注射多柔比星(2.0 mg/kg)1次,连续8周。建模成功后的大鼠随机分为DMEM细胞培养基组(DMEM组,20只)、低剂量组(20只)和高剂量组(20只),分别经四肢肌肉注射给予2 mL细胞培养基、2 mL hUCMSCs细胞悬液(1×106个细胞)和2 mL hUCMSCs细胞悬液(10×106个细胞)。应用超声心动图和血浆B型尿钠肽(BNP)水平评估正常组和DCM组大鼠心脏功能,hUCMSCs干预4周后超声检测正常组和各剂量组大鼠心功能变化;腹腔注射停止1周后,取正常组与DCM组大鼠心室肌进行HE及Masson染色,观察各组大鼠心肌病理学改变;干细胞干预停止后1周,取大鼠心肌组织,Western blot检测各组大鼠心肌血管内皮生长因子(VEGF)表达情况;免疫组织化学标记CD34,计算微血管密度;透射电镜检测心肌微血管结构改变。
结果DCM组左心室射血分数(LVEF)、左心室短轴缩短率(LVFS)[(66.17±3.54)%和(31.33±3.20)%]显著低于正常组[(77.25±3.40)%和(41.00±2.94)%],差异均有统计学意义(t=10.620、10.328,均P<0.05);HE染色显示造模后的大鼠心肌细胞水肿,细胞排列紊乱,有炎症病变;Masson染色可观察到DCM组大鼠心肌纤维沉积增多。hUCMSCs治疗4周后,低剂量组和高剂量组大鼠LVEF[(72.27±2.44)%和(70.92±2.68)%]明显高于DMEM组(62.89±2.54)%,差异均有统计学意义(t=2.145、2.131,均P<0.05);LVFS[(34.96±2.08)%和(33.49±2.19)%]亦明显高于DMEM组(30.98±2.22)%,差异均有统计学意义(t=2.491、4.086,均P<0.05);低剂量组和高剂量组血浆BNP水平[(202.68±20.38) ng/L和(193.62±15.41) ng/L]均低于治疗前[(352.68±41.25) ng/L和(355.79±48.32) ng/L],差异均有统计学意义(t=2.052、2.074,均P<0.05)。hUCMSCs治疗4周后,低剂量组和高剂量组大鼠心肌微血管密度[(84.00±19.18)/mm2和(86.67±20.88)/mm2]较DMEM组[(27.14±13.97)/mm2]显著增多,差异均有统计学意义(t=2.109、2.101,均P<0.05);Western blot检测显示高剂量组大鼠心肌高表达VEGF,低剂量组和DMEM组与正常组比较过表达;电镜下干细胞干预组心肌微血管内皮损伤程度明显减轻。
结论肌内注射hUCMSCs能旁分泌有效因子促进心肌微血管再生,改善多柔比星诱导DCM大鼠的心脏功能。