扩张型心肌病与骨髓间质干细胞 - 国内文献区干细胞之家



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发表于 2009-3-3 12:27 |只看该作者 |倒序浏览 |打印

作者：姜峰林,扎西顿珠作者单位：延边大学附属医院电诊科，吉林  延吉  133000；西藏昂仁县人民医院，西藏  日喀则  857000） + h7 M/ L- V" m) [6 j


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      【关键词】扩张型心肌病；骨髓间质干细胞

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　　心血管疾病是全球发病率和死亡率居先的疾病之一。各种原因所致的心肌细胞丢失、瘢痕形成及心室重构是造成心肌功能恶化的主要因素，也是最终导致慢性心力衰竭的病理基础。慢性心力衰竭是心血管疾病的最终转归。高血压、冠状动脉粥样硬化性心脏病、心脏瓣膜病、先天性心脏病、心肌病等为常见的心血管疾病。扩张型心肌病（Dilatedcardiomyopathy）是心肌病的一种，笔者结合近年来热门的基因研究，复习扩张型心肌病的基因治疗，将其与骨髓间充质细胞的研究进展综述如下。, f$ L' D: \) _) |

　　1　扩张型心肌病+ R. D) _; U6 x- u3 r" L
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　　扩张型心肌病是特发性、家族/遗传性、病毒感染及/或免疫性、酒精性/中毒性，或与已知的心血管疾病（其心肌损害程度不能以负荷状况或缺血解释）有关的心肌病［1］。扩张型心肌病主要特征是单侧或双侧心腔扩大，心肌收缩期功能减退，伴或不伴有充血性心力衰竭。本病常伴有心律失常，病死率较高，男多于女（2.5∶1），在我国发病率为（13~84）/10万不等［2］。扩张型心肌病发生心力衰竭的主要机制是心肌细胞大量丧失，间质胶原纤维增加，残余细胞肥大，因此植入某些细胞使其增殖或分化出能担负心脏工作的肌细胞和组织，以代偿心肌细胞数目减少和功能下降是很有意义的［3］。扩张型心肌病的组织形态学改变的严重程度与临床心功能不全的程度平行，心肌纤维体积或心肌细胞总面积与左心室收缩功能及预后呈正相关。一般说来，预后与心脏功能分级是平行的：Ⅰ级扩张型心肌病者，1年死亡率不到10%，Ⅱ级病人10%~15%；Ⅲ级20%~25%，Ⅳ级病人治疗能缓解充血，死亡率仍近50℅［4］。扩张型心肌病病因甚多，与其说是疾病，不如说它是综合征。目前制作扩张型心肌病动物模型方法较多，短者2d到1年不等，其中比较常用的是阿霉素心肌病模型。阿霉素是临床上常用的广谱化疗药物，静脉给药后呈无选择性全身化疗的药代动力学特征，约有6℅～30℅的患者在应用阿霉素后会出现心脏毒性。目前治疗扩张型心肌病治疗原则是针对充血性心力衰竭和各种心律失常。一般是限制体力活动，低盐饮食，应用洋地黄和利尿剂。此外常用扩血管药物、血管紧张素转换酶抑制剂、β受体阻滞剂等。还可以应用黄芪、生脉散、牛磺酸和冬虫夏草等。其他方法有双腔、三腔起搏器，左心机械辅助循环、左室成形术、心脏移植等［4］。心脏移植虽能取代受损心肌，但因供体太少、选择供体困难和存在免疫排斥反应等，难以在临床上推广。, `' v. ?  D" r
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　　2骨髓间质干细胞0 P. b& C) O: q1 u' ^" Y) L& n

　　骨髓间质干细胞（Mesenchymalstemcells,MSCs）具有向多种细胞方向转化的潜力。细胞移植一直被很多学者探讨，期望其能代替心脏移植，从而治疗晚期心脏衰竭。其方法大致有胚胎心肌细胞移植、骨骼肌细胞移植、纤维母细胞移植、胚胎干细胞(EScells)移植等。MSCs能在一定条件下向成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞、神经细胞、肌细胞等方向转化，具有所谓的横向分化功能［5］。1999年，Makino等第一次体外将骨髓干细胞诱导分化为心肌细胞。同年，Tomita等将5-az诱导的骨髓细胞注射入冷冻损伤大鼠的瘢痕组织中央，移植4周后发现BrdU标记的移植细胞长期存活并改善了心功能。2001年8月，德国Hemrich-heine大学医院的Strauer等开创了首例人类MSCs移植治疗缺血性心脏病，效果良好［6］。国内无论基础还是临床，这一方面的研究均比较热门。2003年8月至2004年4月河南省医院心内科与血液科合作,采用自体骨髓单个核细胞冠脉内输注治疗缺血性心肌病53例,效果良好［7］。! V5 I* x0 L' Y, x7 m2 m

　　3骨髓间质干细胞的分化、分离、治疗途径及治疗优点5 m8 U& l3 G' Z2 V: \1 j& ^

　　骨髓间质干细胞不仅可向特定组织分化，还可作为分子平台，携带目的基因，从而具有双重治疗作用。MSCs在骨髓中含量极少仅占骨髓细胞的10-5～10-4［10］。用于体外分离MSCs的方法主要有3种：贴壁筛选法、密度梯度离心法和流式细胞仪分离法。此外可以采用自身骨髓动员，干细胞动员剂使骨髓中的间质干细胞进入外周循环，并迁移到心肌损伤处增殖分化为心肌细胞来修复坏死心肌［11］。骨髓经percoll分离液密度梯度离心法可获得两种主要细胞:骨髓间质干细胞和造血干细胞（HSCs）。MSCs呈梭形,能紧密吸附于培养瓶壁,并在合适的培养液中增生。HSCs呈圆形，悬浮生长，在更换培养液时即被冲洗掉，体外培养1周后，培养瓶中剩下的几乎全为梭形MSCs。一般认为CD29、CD90、CD71、CD44、CD105、CD106是MSCs的重要表面标志物。由于MSCs属于非造血类细胞,所以造血类细胞表面抗原如CD34、CD45、CD11b、CD14等表达均为阴性。国外较多文献报道，对MSCs的鉴定主要选择CD34、CD45等阴性指标和CD29、CD90、CD71等阳性指标［12］。骨髓间质干细胞的形态与成纤维细胞相似，细胞表面免疫标志物SH2、SH3、CD29、CD71、CD90、CD106、CD120a、CD140a、CD49a、CD49b等呈阳性，但CD14、CD34、CD45造血谱系标记则呈阴性。因此，这些细胞不同于表面抗原CD34阳性的骨髓造血干细胞和成纤维细胞等。由于目前还未能筛选到骨髓间质干细胞特异的标记分子，MSCs的分离提取方法是按照Friedenstein的方法，借助其粘附于塑料瓶这一特性得到，因此实际上是多种细胞的混合［13］。心脏的干细胞移植有4种移植途径：直接心外膜注射、心内膜注射、静脉注射和经冠状动脉导管注射。经静脉法将新鲜自体MSCs回输体内后虽少部分有归巢现象（即重新进入骨髓造血微环境），但大部分细胞通过血液循环随机地分布于非造血器官如心脏、肺、肝、脑等，部分被网状系统所吞噬［8］。心脏微环境对移植细胞的存活极其重要，提供足够的营养支持以利于移植细胞的增殖和分化，影响其蛋白和基因的表达，诱导干细胞向修复细胞演变和分泌细胞外基质参与心肌的修复［14］。5-杂氮胞苷(5-azalytidine,5-aza)体外诱导骨髓间质干细胞向心肌细胞样分化。5-aza结构类似胞苷，能引起DNA及某些胞嘧啶去甲基化［13］。还有报道肝细胞生长因子（HGF）可诱导SD大鼠骨髓间质干细胞分化为心肌细胞，且有较高的诱导效率［15］。临床上一般取人骨髓20ml左右，先排除血液系统恶性疾病后，严格无菌下培养20~30d左右，移植MSCs个数大约在（1.0~9.0）107个之间，平均（2~3）107个［16］。自体骨髓移植(ABMT)治疗心血管病主要优点是:创伤小,无排异反应，无移植物抗宿主病(GVHD),不需寻找供体，取材方便，来源不受限［9］。骨髓间质干细胞治疗扩张型心肌病的优势在于：骨髓基质细胞易于获得，可在体外大量扩增；采用自体细胞移植，可避免同种异体细胞移植的免疫排斥反应；避免了胚胎干细胞移植的伦理学问题；手术创伤小；扩张型心肌病心肌局部血供优于缺血性心脏病，可能更有利于细胞生长。+ Y8 W3 j, y% s0 |( \
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　　4治疗的安全性; t% ]4 R8 B4 N7 x: Q4 q

　　西班牙马德里自治大学Bernad等在一项研究中发现，如果成年干细胞在体外分裂次数太多，亦不安全。Bernad等将在体外培育≤8个月（分裂了90～140次）的人间充质干细胞移植至动物体内后，发现最老的细胞发生了癌变。丹麦欧登塞大学医院Burns等在另一项研究中报告，干细胞在体外培养很长时间后可能发生癌变，原因是它们开始生成端粒酶。端粒酶的功能为阻止端粒随细胞分裂而逐渐缩短，从而稳定染色体的末端，在保持细胞永生中起重要作用。Bernad认为暂时可将60代左右作为截止点，但还需做更多的研究以确定其安全界限。
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