SDF-1和VEGF對(duì)BMSCs向血管內(nèi)皮細(xì)胞分化影響的研究.pdf

1、冠心病(coronary heart disease,CHD),既冠狀動(dòng)脈性心臟病,是全球死亡率最高的疾病之一,是由于人體脂質(zhì)代謝不正常,引起的動(dòng)脈粥樣硬化病變,從而引發(fā)心絞痛、心肌梗死,甚至猝死。血管內(nèi)皮細(xì)胞(vascular endothelial cell,VEC)作為心臟和血管內(nèi)表面的單層扁平上皮,由心臟沿著整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)分布至最小的微血管,是脈管系統(tǒng)的第一道保護(hù)屏障。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,冠心病的治療從藥物治療,外科治療,介入治療

2、一步步發(fā)展到了組織工程治療,特別是近五年來(lái)干細(xì)胞治療領(lǐng)域不斷取得突破。骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(bone marrow mesenchymalstem cell,BMSCs),作為一種具有多向分化潛能、低免疫原性的種子細(xì)胞,成為了血管組織工程和心血管疾病治療的經(jīng)典研究工具。
　　有關(guān)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞修復(fù)受損組織的機(jī)制尚未明確,有研究表明,移植后的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞可以直接達(dá)到改善心功能的目的,主要由于:(1)BMSCs直接到達(dá)損傷部位分化為

3、所需修復(fù)補(bǔ)充的組織細(xì)胞,如心肌細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞;(2)BMSCs自身分泌多種細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子,通過(guò)旁分泌效應(yīng)促進(jìn)局部血管修復(fù)再生。另有研究表明,直接移植骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞進(jìn)入體內(nèi)也具有一定風(fēng)險(xiǎn),造成負(fù)面結(jié)果的原因可能有三方面:(1)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞本身具有向骨、軟骨、神經(jīng)、上皮細(xì)胞等多向分化潛能;(2)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞具有自分泌功能,在不同條件下能夠分泌大量VEGF、IGF-1、EGF、SDF-1等,這些細(xì)胞因子參與不同的

4、生物效應(yīng);(3)不同的機(jī)體中骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞所處的微環(huán)境是不同的,影響微環(huán)境的主要因素是血清內(nèi)細(xì)胞因子的成分和濃度存在差異。綜上所述,安全有效地移植骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞,使其對(duì)心血管損傷部位組織充分發(fā)揮修復(fù)作用,成為了亟待解決的課題。
　　國(guó)內(nèi)外研究報(bào)道,冠心病患者血清中的血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)以及基質(zhì)細(xì)胞衍生因子-1(stromal cell-derived

5、 factor-1,SDF-1)含量水平均明顯增加。VEGF與血管生成、血管形成密切相關(guān),在骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞介導(dǎo)的受損心臟修復(fù)中,VEGF是重要的旁分泌細(xì)胞因子。并且SDF-1是CXC家族的趨化因子,SDF-1除了與CXCR4發(fā)揮其經(jīng)典的趨化作用以外,還具有促進(jìn)其他細(xì)胞因子分泌的功能,SDF-1還可與CXCR7結(jié)合對(duì)血管生成起到促進(jìn)作用。由此我們?cè)诒緦?shí)驗(yàn)中采用了不同濃度SDF-1和VEGF對(duì)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞進(jìn)行處理,觀察其促進(jìn)骨髓間充質(zhì)

6、干細(xì)胞向血管內(nèi)皮細(xì)胞分化的效果,進(jìn)一步的探究了SDF-1對(duì)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞分泌VEGF的促進(jìn)作用。本研究旨在觀察由不同濃度的SDF-1和VEGF處理骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞后的作用效果,為骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞移植修復(fù)受損血管治療冠心病提供新的思路和方法條件。
　　本課題在我室已熟練培養(yǎng)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的基礎(chǔ)上,采用進(jìn)口原代骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng),使用不同濃度SDF-1和VEGF對(duì)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞進(jìn)行處理,促進(jìn)其向血管內(nèi)皮細(xì)胞分化,利用免疫細(xì)

7、胞化學(xué)檢測(cè)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞分化為血管內(nèi)皮細(xì)胞標(biāo)志物陽(yáng)性率;實(shí)時(shí)熒光定量PCR測(cè)定分析骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞分化為內(nèi)皮細(xì)胞標(biāo)志物基因相對(duì)表達(dá)量。利用實(shí)時(shí)熒光定量PCR及western blot檢測(cè)不同濃度SDF-1促進(jìn)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞分泌表達(dá)VEGF的相對(duì)表達(dá)量。
　　該研究主要獲得以下結(jié)果:
　　1.采用不同濃度VEGF對(duì)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞進(jìn)行處理,通過(guò)免疫細(xì)胞化學(xué)法和實(shí)時(shí)熒光定量PCR的檢測(cè)結(jié)果共同表明:不同濃度的VEGF均對(duì)骨髓

8、間充質(zhì)干細(xì)胞向血管內(nèi)皮細(xì)胞分化起促進(jìn)作用。25ng/mL達(dá)到促骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞向內(nèi)皮細(xì)胞分化作用的飽和濃度,是VEGF促進(jìn)BMSCs向血管內(nèi)皮細(xì)胞分化的最適濃度。
　　2.采用不同濃度SDF-1和VEGF對(duì)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞進(jìn)行處理,通過(guò)免疫細(xì)胞化學(xué)法和實(shí)時(shí)熒光定量PCR的檢測(cè)結(jié)果共同表明:SDF-1對(duì)于促進(jìn)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞向血管內(nèi)皮細(xì)胞分化有一定影響,25ng/mLSDF-1達(dá)到促骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞向血管內(nèi)皮細(xì)胞分化作用的峰值。25

9、ng/mLVEGF聯(lián)合25ng/mLSDF-1能更好的促進(jìn)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞向血管內(nèi)皮細(xì)胞分化。
　　3.采用不同濃度SDF-1對(duì)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞進(jìn)行處理,實(shí)時(shí)熒光定量PCR和Western-blot檢測(cè)VEGF表達(dá)量的結(jié)果共同表明:SDF-1能夠促進(jìn)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞分泌VEGF,骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞在25ng/mLSDF-1作用下VEGF的分泌量達(dá)到峰值。
　　綜上所述,適量的SDF-1和VEGF可以促進(jìn)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞向血管內(nèi)