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研究背景心力衰竭(Heart failure,HF),是心血管疾病的终末阶段,其发病率高、死亡率高,严重降低了生存率和人们的生活质量。HF的病生病理主要包括心肌细胞肌张力增高、线粒体功能受损、钙离子稳态失衡、胶原沉积、血管内皮功能收损、炎症浸润等。现有的治疗药物如血管紧张素转化酶抑制剂、β受体阻滞剂等虽然能够改善症状,但对HF病理重塑的逆转作用有限。干细胞作为可再生药物对HF的治疗具有重要的意义。内皮祖细胞(Endothelial progenitor cells,EPCs)作为干细胞类型的一种,可通过促进血管新生和受损血管修复改善心血管疾病的预后。EPCs具有免疫抑制及归巢的特性,可作为外援生理药物定位至心肌受损部位,发挥治疗作用。人组织激肽释放酶1(Human tissue kallikrein 1,hTK1)是组织激肽释放酶家族中的一员,参与激肽释放酶-激肽系统,具有抗炎、抗凋亡、抗纤维化等多种生物功能。hTK1基因修饰EPCs(hTK1-EPCs)在大鼠阿霉素HF动物模型中没有被研究过。本课题探究在HF动物模型中,hTK1-EPCs对心脏结构及功能的作用及相关机制。研究目的通过构建大鼠阿霉素HF动物模型,探究hTK1-EPCs能否归巢于受损心肌,并改善心脏结构和功能。研究方法体外实验,分离提取EPCs及细胞鉴定。腺病毒携带绿色荧光蛋白基因(Adenovirus encoding green fluorescent protein gene,Ad/GFP)及hTK1 基因(Ad/hTK1)转染EPCs,Transwell及划痕实验检测EPCs的迁移作用。体内实验,将Wistar大鼠随机分成四组:正常对照组(Normal control,NC),阿霉素组(Doxorubicin,Dox),Ad/GFP-EPC 及 Ad/hTK1-EPC 组。2x105Ad/GFP-EPCs 及Ad/hTK1-EPCs经尾静脉注入动物体内。细胞注入24小时后,阿霉素经腹腔注射,构建HF模型。动物超声仪检测心脏结构和功能的改变,苏木素-伊红染色检测组织病理,免疫组织荧光、免疫组织化学及Western blot检测hTK1-EPCs表达和分布,原位末端标记法(Transferase-mediated dUTP nick-end labeling,TUNEL)检测心肌凋亡,Masson’s三色检测心肌间及心肌血管间纤维化。结果1.成功提取及鉴定EPCs,通过腺病毒感染构建Ad/hTK1-EPCs和Ad/GFP-EPCs。2.在Ad/hTK1-EPC组,EPCs迁移数量增多,损伤面积减少。可见hTK1促进EPCs迁移。3.成功构建大鼠HF模型。经动物超声仪检测,Ad/hTK1-EPCs组心室扩张减轻,且心脏功能如左室射血分数(Left ventricular ejection fraction,LVEF)及缩短率(Left ventricular fraction shortening,LVFS)较 Dox 组改善。4.hTK1-EPCs可定位于受损心脏组织内部,且在组织中表达量增多。5.经组织学染色,在Ad/hTK1-EPC组,心肌细胞肥大、胞浆空泡化、胶原纤维排列紊乱等病理改变减轻。hTK1-EPCs可减少心肌细胞间胶原纤维沉积,抑制心肌细胞凋亡。结论1.hTK1-EPCs可定位于受损的心脏。2.hTK1-EPCs可通过抗纤维化及抗凋亡作用,改善HF心脏结构及心脏功能。