心脏干/祖细胞与心肌损伤修复

细胞移植是一种有希望的组织再生的治疗手段.多种类型的细胞已经用于动物心 肌损伤的修复中,包括胚胎干细胞、胚胎和新生动物的心肌细胞、骨骼肌成肌细胞、 骨髓干细胞、脂肪来源的干细胞、可诱导的多能干细胞等.但是,这些用于移植的细胞 存在成活率低、在心脏局部存留少、与宿主心肌细胞不能整合和免疫排斥等问题,这 些问题限制了它们的应用.心脏自身存在的干细胞因为没有其他来源细胞存在的种种 问题,因而成为备受关注的治疗心肌梗死的种子细胞.但是,心脏干/祖细胞也有自身 弊端,包括干细胞群的细胞生物学或遗传学标志没有统一,在心肌中数量极少,体外 扩增能力有限等,因而限制了心脏干/祖细胞的有效应用.如何能有效动员和促进心脏 干/祖细胞增殖,依赖于人们对心脏干/祖细胞增殖、分化、归巢的调控机制,包括心 脏干/祖细胞修复损伤心肌的分子机制的深入了解.本文将就近年来在心脏再生领域中 ,心脏干/祖细胞的研究新进展进行综述.     

骨髓间质干细胞修复受损心肌研究进展

骨髓间充质干细胞是一种多潜能干细胞。在体外培养时,多种诱导因素可使其分化为心肌细胞等。目前进行的动物实验和临床研究表明骨髓间充质干细胞具有促进血管增生以及改善心肌梗死后心脏功能的作用,为受损心肌的治疗提供了广阔前景。但是其修复受损心肌的机制仍具有很大争议。本文就以上内容进行综述。     

促红细胞生成素通过提高Sca-1+干细胞的功能参与小鼠心肌梗死的修复(英文)

心肌梗死(myocardial infarction, MI)是目前全球主要的死亡病因之一。随着临床治疗水平的提高,MI急性期的死亡率已显著下降,但其对心肌重构及心功能的长远影响仍无法有效防治。促红细胞生成素(erythropoietin, EPO)是一种糖蛋白细胞因子,具有促进造血、抗凋亡和促血管生成的作用。研究表明EPO在心脏缺血损伤、心力衰竭等心血管疾病中发挥心肌保护作用,机制与促进心脏祖细胞活化有关。本研究旨在探讨EPO是否可通过增强Sca-1⁺干细胞的活性促进MI的修复。通过直接注射法将达贝泊汀-α (darbepoetin alpha,一种长效EPO类似物,EPO_anlg)注射到成年小鼠MI的交界区,观测MI面积、心脏重构及功能、心肌细胞凋亡及微血管密度变化。用磁性分选技术从新生和成年小鼠心脏中分离Lin^-Sca-1⁺干细胞,分别用于克隆形成能力及EPO效应的测定。结果显示,和单纯的MI组相比,在体应用EPOanlg可显著降低MI面积、心肌细胞凋亡率,减轻左室腔的扩张,同时提高心功能、增...     

诱导成年心肌细胞再生的方法

正心肌梗死(myocardial infarction,MI)是指冠状动脉血供急剧减少或中断所致的相应供血区域心肌细胞急性缺血性坏死。前沿医学认为,获取可再生的心肌细胞,可能是治疗心肌梗死、预防心衰、改善心功能的重要潜在手段。因此,心肌细胞再生(cardiomyocyte regeneration)成为医学界研究热点。然而,由于心肌细胞为终末分化细胞,其不具备再生特征,因此,医学界一直尝试利用干细胞技术、体细胞重编程技术、或心肌细胞重编程技术,来获取可再生的心肌细胞,以修复缺血损伤的心肌组     

有氧运动与干细胞动员的缺血心脏血管新生研究进展

有氧运动具有明确的血管新生效应,包括缺血心脏,但其机制尚未完全阐明。心肌梗死(MI)后冠脉微血管新生是心脏修复的前提。新近研究表明,血管新生来源于体内干/祖细胞的动员与参与,并以旁分泌效应影响内皮细胞(EC)功能及微血管分布效果,运动可以动员、激活内源性干细胞因子和血管生成因子的表达与分泌,并能从表观遗传学角度影响心脏血管新生。探索不同运动方式及强度对缺血心脏血管新生的作用及其分子机制,对缺血心脏的预防及术后康复具有重要意义。本文从心脏血管新生及其调控机制、自体干细胞动员参与缺血心脏的血管新生和运动通过干细胞动员促进缺血心脏血管新生等方面综述运动促进缺血心脏血管新生的主要机制、存在问题及相关研究进展。     

骨髓单个核细胞移植治疗心肌梗死的机制及临床研究现状

心肌梗死(myocardial infarction,MI)是心血管疾病中导致患者死亡的主要病因。自体骨髓单个核细胞(bone marrow mononuclear cells,BMMNCs)因其具有易分离获得和无免疫排斥等优点,成为治疗心肌梗死的候选种子细胞之一。前期动物实验已经证明,BMMNCs修复受损心肌的主要机制是通过促进梗死部位血管新生、调节免疫系统平衡以及分化为心肌细胞等,从而改善缺血心肌的血液循环和收缩功能,但在临床试验中的结论不尽一致。因此,该文就BMMNCs在治疗心肌梗死的主要机制、临床研究现状以及影响BMMNCs治疗心肌梗死疗效的因素分别予以综述。     

诱导胚胎干细胞心肌定向分化的方法及其机制

胚胎干细胞是具有分化为各种类型组织细胞潜能的全能干细胞,可在体外大量扩增,细胞因子、激素、诱导剂和细胞内转录因子等可诱导和调控胚胎干细胞进行心肌细胞定向分化．这将使干细胞移植治疗心肌损伤性疾病成为可能。该文介绍胚胎干细胞定向心肌分化的诱导因素及其机制的研究进展。     

骨髓动员对骨髓造血干细胞在心肌梗死后心脏中定植及分化的影响

目的观察小鼠心肌梗死后骨髓造血干细胞在心脏内的分化及细胞因子的影响。方法C57/BL6小鼠60只分为骨髓动员组和对照组,先后行脾切除、骨髓移植（骨髓供体为增强绿色荧光蛋白转基因小鼠）、骨髓动员及建立心肌梗死模型。心肌梗死后3周将小鼠心脏取出并切片行组织学及激光共聚焦显微镜免疫荧光检查。结果骨髓动员可以增加EGFP阳性细胞在心脏中梗死区和边缘区的定植,但绝大多数EGFP阳性细胞都同时表达CD45。仅发现有极少数骨髓来源的心肌细胞、成纤维细胞及血管内皮细胞,且与骨髓动员无相关性。结论骨髓动员能够明显促进骨髓来源细胞定植入小鼠心脏的梗死区;极少数骨髓造血干细胞可以分化为心肌细胞,其数量远不足以修复梗死心肌及改善心功能;骨髓造血干细胞不参与梗死区疤痕形成的病理过程。     

心肌细胞增殖影响因素和评价方法

大量心肌细胞丢失是心肌梗死后进展为心力衰竭和临床死亡的主要原因.近年来的研究证明,成年哺乳动物心肌具有一定的再生能力,但该能力十分有限而不足以修复受损的心脏组织,因此促进内源性心肌再生是未来治疗心肌梗死的重要方向.原有心肌细胞的增殖是内源性心肌再生的主要来源,因而探索心肌细胞增殖的调控机制,寻找促进心肌细胞增殖的干预措...     

骨髓间充质干细胞分化为心肌细胞过程中Notch表达的研究

目的研究骨髓间充质干细胞分化为心肌细胞过程中Notch表达的研究。方法用密度梯度离心法分离培养犬骨髓间充质干细胞,按照酶法及差速贴壁法分离培养心肌细胞。观察干细胞增殖及传代情况。单独培养的干细胞为对照组,实验组将骨髓间充质干细胞与心肌细胞共培养,用RT-PCR、免疫细胞化学、MTT等方法检测干细胞分化为心肌细胞的情况,及干细胞在增殖与分化为心肌细胞过程中Notch信号系统的表达情况。结果骨髓间充质干细胞呈梭形、旋涡样生长,增殖及传代能力强,并可诱导分化为心肌样细胞,免疫荧光示心肌细胞标志物的表达。RT-PCR及免疫细胞化学显示实验组有Notch信号通路受体及配体的表达,而对照组表达微弱。结论骨髓间充质干细胞在增殖及分化过程中存在Notch信号通路,在干细胞分化为心肌细胞过程中Notch信号系统的表达上调。     

骨髓间质干细胞向心肌细胞分化的可塑性及应用研究进展

减少心肌缺血后损伤,促进心肌细胞和血管再生是治疗心肌缺血损伤、心力衰竭的重要思路,而干细胞移植为该思路带来了新的曙光。骨髓间质干细胞（-mesenchymal stem cells,MSCs）,也称为骨髓基质细胞,能分化为骨、软骨和脂肪细胞表型。研究表明,MSCs还能分化为内皮细胞、神经细胞、平滑肌细胞、骨骼肌细胞和心肌细胞表型。MSCs具有多向分化的潜能,且自体移植可以避免免疫排斥反应,同时也易于在体外大量扩增。研究显示,MSCs移植能抑制损伤心肌的重塑和改善心肌功能。因此,骨髓间质干细胞移植给人们展示了一个诱入的前景。本文综述了近年来有关MSCs特性的新认识,尤其是MSCs向心肌细胞方向分化的可塑性、影响因素和信号转导机制,以及MSCs治疗心肌梗死的动物实验和临床研究进展。     

心脏成纤维细胞旁分泌能力影响小鼠胚胎干细胞的命运（英文）

本研究旨在探讨心脏成纤维细胞旁分泌能力对小鼠胚胎干细胞的影响。新生小鼠和成年小鼠成纤维细胞的条件培养基(ConM-NCF、ConM-ACF)分别稀释50倍(1:50)或5倍(1:5),通过RT-real time PCR技术、ELISA、细胞增殖检测以及计数心肌分化过程中跳动拟胚体(embryoid body, EB)的比例,观察这些条件培养基对小鼠胚胎干细胞的影响。结果显示,成纤维细胞细胞因子的分泌能力在发育过程中发生显著变化,其中白细胞介素6 (interleukin 6, IL6)随发育成熟显著增加。ConM-NCF抑制干细胞的增殖,但高、低浓度对干性基因表达的作用不同。Con M-ACF 1:50促进干细胞增殖并上调干性基因,但Con M-ACF1:5作用相反。ConM-NCF和ConM-ACF都能抑制干细胞的心肌细胞分化能力,但又各有特点:ConM-NCF 1:50抑制早期心肌分化但不影响晚期心肌细胞标记物的表达;ConM-ACF 1:50抑制早期心肌分化比ConM-NCF 1:50更显著,阻碍心肌成熟并上调分化晚期的心肌细胞标记物表达水平。此外,IL6中和抗体抑制ConM-ACF 1:50对干细胞的促增殖作用,但不影响ConMNCF 1:50的作用。干细胞分化过程中长期应用IL6中和抗体,抑制早期心肌细胞分化,但对晚期分化不产生影响。以上结果提示,心脏成纤维细胞分泌的细胞因子种类和浓度都对小鼠胚胎干细胞的增殖、干性基因表达和心肌分化有重要意义,其中ConM-ACF分泌的IL6是干细胞干性维持和心肌细胞分化的有利因素。     

干细胞与心肌细胞替代治疗

胚胎干细胞及来源于骨髓、骨骼肌、血管、肝脏、皮肤、脂肪等组织器官的成体干细胞均有多向分化潜能。胚胎干细胞可分化为3个胚层的所有组织细胞。成体干细胞具有可塑性和转分化的潜能。在一定条件下,这些干细胞可被诱导分化为心肌细胞。成年心脏可能存在心肌干细胞,具有增殖和分化为包括跳动性心肌细胞的多种细胞的潜能。因此,干细胞可用于心肌细胞替代治疗,以替代死亡的心肌细胞,改善心脏功能,防治心肌梗塞后心衰、减少心肌重构等症状。本文对干细胞治疗心肌梗塞有关进展及问题作一综述。     

干细胞在细胞移植法治疗心肌损伤中的应用

干细胞是指同时具有自我更新和产生分化细胞的增殖性细胞.干细胞具有分化成多种机体组织细胞,包括心肌细胞的潜能.把胚胎干细胞和成熟组织干细胞分化成心肌细胞的体内和体外实验,以及把这些分化出的心肌细胞用于细胞移植来治疗心肌损伤的可能性加以总结.虽然干细胞用于治疗心肌损伤的细胞移植疗法具有广阔的前景,但在临床应用方面仍有很多问题尚待解决.     

视黄酸通路的启示——从心脏发育到心肌谱系定向分化

多潜能干细胞具有无限增殖的能力,并能够分化为心肌细胞,因此在心脏再生方面拥有巨大潜力.胚胎发育过程为干细胞定向分化提供了重要线索,在过去的几年中,通过操控心脏发育关键通路,在心肌定向分化方面取得了重要进展,但是现有的分化方法仍不能稳定地诱导心肌细胞,表明现有的通路不能有效解决这些问题.视黄酸(RA)通路在心脏发育过程中发挥重要作用,RA缺失会导致心房变小、心室小梁减少、心肌壁增厚且细胞间连接松散.在体外心肌定向分化过程中,RA多用于促进多潜能干细胞向心房分化.但从RA通路基因敲除小鼠的表型来看,除了调控心肌亚型分化,RA在多个发育阶段发挥重要作用.深入解析RA在心肌分化各阶段的作用机制,将有助于获得高质量的心肌细胞.同时,研究RA在心内膜和心外膜分化中的作用机制也有助于解释RA通路敲除小鼠的心脏异常.总之,从RA在胚胎发育中的作用来看,需要更多的体外研究来揭示RA在心肌谱系分化中的作用.本文综述了RA通路在心脏发育的心肌分化过程中的作用,并探讨了需要解决的问题.     

诱导骨髓间充质干细胞向心肌细胞分化研究进展

骨髓间充质干细胞(one marrow mesenchymal stem cells, BMSCs)是骨髓内的一类非造血干细胞,具有自我更新和多向分化的潜能。心肌细胞本身不能再生,受损伤的心肌细胞无法通过自身的增殖和分化完成修复。BMSCs在体内外不同的诱导条件下可分化为心肌细胞,应用于缺血性心脏病的治疗,是目前心肌再生治疗的理想种子细胞。本文主要从外界干预诱导、缺氧条件影响、基因转染、临床自体移植方面将近年诱导BMSCs向心肌细胞分化的研究进行综述,以期为今后临床应用BMSCs治疗心肌梗死等心脏疾病提供理论依据。     

胚胎干细胞向心肌细胞分化过程中能量代谢变化的研究

目的：定向诱导人胚胎干细胞分化为心肌细胞，对分化过程中胚胎干细胞、心肌祖细胞和心肌细胞糖酵解能力和线粒体氧化磷酸化能力进行实时定量检测，探索分化过程中细胞能量代谢表型的转换机制.方法：用GSK3抑制剂CHIR99021和Wnt信号通路小分子抑制剂IWP2的方法定向分化人胚胎干细胞为心肌祖细胞和心肌细胞；细胞免疫荧光检测人胚胎干细胞标志物，流式细胞术检测人心肌祖细胞和心肌细胞标志物；应用细胞外流量分析（Extracellular Flux Analysis）方法检测人胚胎干细胞、心肌祖细胞和心肌细胞能量代谢情况.结果：人胚胎干细胞干性保持稳定，均表达Nanog、OCT4、SOX2细胞标志物；在向心肌分化过程中，第7d心肌祖细胞标志物Isl1表达99%以上，分化第15d心肌细胞标志物cTnT表达83%以上；人胚胎干细胞糖酵解代谢能力最强，心肌细胞线粒体功能最强，心肌祖细胞处于两种代谢方式的过度阶段.结论：在人胚胎干细胞向心肌细胞分化的过程中，细胞糖酵解能力逐渐减弱，线粒体氧化磷酸化能力逐渐增强，细胞的能量代谢类型发生转变.     

胚胎干细胞及诱导多能干细胞向心肌细胞分化和调控的研究进展

胚胎干细胞（embryonic stem cells,ESCs）具有自我更新、无限增殖和多向分化的特性,包括分化成心脏组织的多种类型细胞。经体细胞重编程产生的诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells,iPS）也被证明有类似胚胎干细胞的特性。但这些多能干细胞向心肌细胞自发分化的效率非常低,因此,如何有效地诱导这些多能干细胞向心肌细胞的定向分化对深入认识心肌发生发育的关键调控机制和实现其在药物发现和再生医学,如心肌梗塞、心力衰竭的细胞治疗以及心肌组织工程中的应用均具有非常重要的意义。该文重点综述了近年来胚胎干细胞及诱导多能干细胞向心肌细胞分化和调控的研究进展,并探讨了这一研究领域亟待解决的关键问题和这些多能干细胞的应用前景。     

胚胎干细胞的心脏应用

心肌梗死期间死亡的心肌细胞将由没有收缩功能的疤痕组织替代,因而极可能引起心力衰竭。对治疗心衰来说,修复死亡或损伤的心肌以及改善心功能仍面临着极大挑战。干细胞移植已在近年来的实验中用于修复损失的心肌。本文总结了近期在心肌损伤动物中实施胚胎干细胞移植的实验结果,并着重介绍对这类特定细胞的研究进展。胚胎干细胞取源于早期哺乳类胚胎的胚芽细胞,属于多功能干细胞。这类细胞具有长期增殖而不分化的能力,或台色够在培养过程中分化成包括心肌细胞在内的所有特殊体细胞。由于胚胎干细胞具有极大的增殖和分化为成熟组织的能力,它们可能成为一种潜在的很有实用价值的细胞来源,可用于对病态心脏的功能心肌再生的细胞治疗。新近的研究表明,在心肌梗死动物模型中,心肌内移植胚胎干细胞或由其分化成的心肌样细胞,能导致已损伤心肌的再生,并改善心脏功能。另外,在病毒性心肌炎小鼠中,静脉输入胚胎干细胞可明显提高生存率和减轻心肌损伤。有关人类胚胎干细胞在体外分化成心肌细胞以及这些细胞的特性,近来已有报道。然而,要在临床能应用人类胚胎干细胞或由其分化成的心肌细胞来治疗晚期心脏疾病,还必须越过大量的伦理、法律和科学上的障碍。     

培养于生物降解支架膜内的胚胎干细胞可修复小鼠的梗塞心肌

我们以往的研究表明,直接在心肌梗塞（myocardial infarction,MI）动物的心脏缺血区注射胚胎干细胞（embryonic stemceils,ESCs）可以提高其心肌功能,干细胞组织工程学可以使组织再生、修复。本研究旨在观察将ESCs接种到生物降解膜内并移植到梗塞部位的效果。通过结扎小鼠左冠状动脉制作MI模型,将培养3d的带有小鼠ESCs的聚羟基乙酸膜（polyglycolicacid,PGA）移植到心肌缺血及边缘区表面。实验小鼠分成4组：假手术组、MI组、MI＋PGA组、MI＋ESC组,移植操作8周后检测血流动力学和心肌功能。MI组的血压和左心室功能显著降低。与MI组和MI＋PGA组相比,MI＋ESC组的血压和心室功能显著改善,存活率也显著增高,在梗塞区检测到GFP阳性组织,表明ESCs存活,并可能有心肌再生。以上结果表明,移植生物降解膜内的ESCs可修复小鼠梗塞区心肌细胞并提高心脏功能。将ESCs和生物降解材料联合运用可能为修复受损心脏提供一个新的治疗方法。