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目的:观察同种异体骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymalcells,MSCs)心肌内移植对60分钟缺血/再灌注心肌梗死(myocardialinfarction,MI)模型大鼠左心室重塑及心肌去甲肾上腺素转运蛋白(norepinephrine transporter,NET)表达的影响。探讨MSCs移植对心脏交感神经功能以及胶原重塑作用的可能机制。
方法:雄性Wistar大鼠建立缺血/再灌注MI模型,存活的43只随机分为假手术对照组(n=14),MI组(n=14),MSCs移植组(n=15)。取同种异体大鼠间充质干细胞,采用全血贴壁法培养的3～4代MSCs,于模型恢复再灌注后给予每只大鼠100uLMSCs,浓度1×1010/L梗死周边区域注射。MI后第7天、28天取左心室心肌组织,天狼猩红染色,测定MI范围、面积以及膨展指数,结合偏振光分析MI区胶原容积分数(collagen volumefraction,CVF)和胶原成熟度;免疫组化检测NET表达。
结果:
1.术后第7天与第28天,对照组、MI组、MSCs组三组间大鼠体重、左心室重量/体重均无统计学差异(P＞0.05)
2.与MI组比较,术后第7天与第28天,MSCs组MI区室壁厚度增加(P＜0.05),MI范围以及膨展指数均减小(P＜0.05);
3.术后第7天与第28天,对照组、MI组、MSCs组三组间大鼠左心室收缩压(Left ventricular systolic pressure,LVSP)无统计学差异(P＞0.05);与对照组比较,MI组、MSCs组左心室舒张期末压(left ventricleend-diastolic pressure,LVEDP)增高(P＜0.05),与MI组比较,MSCs组降低(P＜0.05);与对照组比较,MI组、MSCs组左心室内压力最大上升、下降速率(+dp/dtmax及-dp/dtmax)降低(P＜0.05);但MSCs组+dp/dtmax及-dp/dtmax与MI组比较是增高的(P＜0.05)。
4.与MI组比较,1)CVF变化:术后第7天,MI区与非MI区MSCs组CVF差异无显著性(P＞0.05);术后第28天,MSCs组MI区、非MI区CVF降低(P＜0.05);2)胶原成熟度:术后第7天,MI区与非MI区MSCs移植组胶原成熟度无明显变化(P＞0.05);术后第28天,MI区与非MI区MSCs组成熟程度降低(P＜0.05);
5.心肌NET蛋白表达变化:术后第7天,与对照组相比,MI组与MSCs组心肌NET蛋白均增高(P＜0.05),术后第28天NET表达均低于第7天,MSCs组仍高于对照组和MI组(P＜0.05)。
结论:MI后心脏出现交感神经密度/功能异常,NET蛋白表达和/或功能下降将导致心肌间质中NE浓度异常,并因此诱发、增加心肌耗氧量、心肌细胞凋亡增加、心室重塑进展、心律失常,甚至猝死等一系列严重心血管病不良事件。本实验结果显示,MI后MSCs心肌内移植除缩小梗死面积、改善心功能外,梗死区一非梗死区胶原变化呈现成熟度下降特点,与之相同心脏交感神经NET亦呈现随远离梗死区表达增加,因此认为(1)心肌间质与心脏交感神经再生/分布间关系密切。(2)MI后MSCs移植可增加心脏NET蛋白表达水平,对于恢复MI后心脏交感神经异常、维持心肌间质中NE水平正常,减轻MI后心室重塑有重要意义。