目的：骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells, BM-MSCs)是急性心肌梗死(acute myocardial infarction, AMI)干细胞移植治疗的理想供体之一,然而MSCs移植治疗缺血性心脏病的机制尚未完全阐明。我们提出假设,MSCs移植后心功能改善的原因不仅有MSCs的定向分化作用及血管生成作用,可能会有细胞能量底物代谢的增加,提高心肌细胞的能量来源,进而提高心肌收缩力。为此,本研究将细胞生物学与正电子发射计算机断层扫描-计算机断层扫描(PET-CT)单光子发射计算机断层扫描(SPECT)等分子影像检测手段相结合,并通过MRI检测,重点观察在体动物MSCs移植治疗AMI后心肌葡萄糖代谢、心肌血流灌注及心功能的改变,进而评价MSCs治疗缺血性心脏病的疗效及其机制。方法：24只中华小型猪(25±5kg)根据干预情况随机分为2组,干细胞移植组(MSCs组,n=12)及对照组(Control组,n=12)。通过开胸结扎左冠状动脉前降支30分钟建立AMI模型,体征平稳后于梗死周边心肌内注射自体骨髓MSCs(2×107,2ml),对照组以相同方法注射无血清的IMDM培养基。在1周及4周时行PET-CT及SPECT检测心肌葡萄糖代谢及心肌血流灌注情况,MRI检测心功能。术后4周为实验观察终点,组织取材后行H&E染色和Masson’s Trichrome染色观察梗死面积、炎症细胞浸润及心肌纤维化情况。结果：PET-CT评价心肌葡萄糖代谢,基线(1周)时MSCs组的最低FDG平均信号强度(MSI)低于Control组(22.10±3.18vs.35.70±3.02,P<0.05),总MSI亦低于Control组(1013.50±29.37vs.1084.00±21.15,P<0.05),其余各指标两组均无显著差异(P>0.05)。4周时,MSCs组左室心肌18F-FDG最低MSI较1周时有明显提高(34.00±4.25vs.22.10±3.18,P<0.01),总MSI较1周时亦明显提高(1075.50±28.30vs.1013.50±29.37,P<0.01),而SRS(20.20±2.24vs.23.80±1.58,P<0.05)及SRS%(29.80±3.31vs.35.10±2.34,P<0.05)较1周时均有减低；左心室梗死区(MSI低于70%的范围内)节段的总MSI及各节段平均MSI较1周时有显著增加(384.60±37.13vs.323.60±18.99,P<0.01；56.25±3.54vs.48.14±2.71,P<0.01);MSCs组左心室代谢缺损面积(Defect, cm2)、缺损范围(Extent,%)及总灌注缺损范围(TPD,%)在4周时虽较1周时有所减低,但无显著性差异(27.20±4.06vs.28.90±2.48；37.70±3.79vs.42.40±2.46；31.70±3.52vs.36.00±2.57；P值均>0.05)。在Control组中,以上参数4周时均较1周时有改善,但均无统计学差异(P>0.05)。MSCs组最低MSI及左心室总MSI在4周与1周时的增加量与Control组相比有显著差异(11.90±2.93vs.1.70±2.00,P<0.05；85.80±19.50vs.1.10±17.09,P<0.01)。MSCs组及Control组分别有6例及5例动物接受SPECT心肌血流灌注检查,1周时MSCs组与Control组相比,各项参数无显著差异(P>0.05)；分别在1周及4周时对两组进行自身配对检验,各项心肌血流灌注指标及灌注缺损面积均无显著改变(P值均>0.05)。MRI评价心功能,1周时两组心功能参数无显著差异(P>0.05)；MSCs组在4周时,左室射血分数(LVEF)较1周时有显著增加(54.41±2.62vs.47.54±2.43,P<0.01),左室收缩末期容积(ESV)有显著减低(22.85±1.91vs.27.07±1.67,P<0.01),左心室每搏输出量(SV)及心输出量(CO)均较1周时均有显著增加(29.35±1.84vs.26.52±1.46,P<0.05；2.23±0.14vs.1.96±0.13,P<0.05)：Control组1周及4周时以各项心功能标均无统计学差异(P>0.05)。结论：经心肌内注射骨髓MSCs治疗AMI,4周后心功能明显改善,心肌葡萄糖代谢显著提高,而心肌血流灌注未见明显改善。推测心功能的改善与心肌糖代谢增加相关。目的：干细胞移植治疗缺血性心脏病的机制尚未完全阐明,本课题通过检测猪急性心肌梗死(acute myocardial infarction, AMI)后骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells, MSCs)移植对左心室心肌整体及局部葡萄糖代谢、心功能的影响,并通过分子生物学手段对葡萄糖转运体、葡萄糖代谢相关酶及可能参与MSCs旁分泌作用的信号转导通路进行初步的研究,以探索MSCs移植治疗AMI的疗效及机制。方法：32只中华小型猪按干预情况及观察终点随机分为3组：MSCs-1周组(n=8)、MSCs-4周组(n=12)及Control-4周组(n=12)。分离并培养猪MSCs,3-4周后开胸结扎左冠状动脉前降支30分钟建立AMI模型,体征平稳后,MSCs组(MSCs-1周组,MSCs-4周组)于梗死周边心肌内注射自体骨髓MSCs (2×107,2ml),对照组以相同方法注射无血清的IMDM培养基。分别在1周及4周时行PET-CT检测心肌葡萄糖代谢情况,并行MRI检测心功能。按不同的观察终点处死动物并取材,通过实时定量聚合酶链反应(real time-PCR)检测MSCs注射区域葡萄糖转运蛋白(GLUT1、GLUT4)、葡萄糖代谢相关酶(PFK、GAPDH)及mTOR信号通路相关基因表达的水平。结果：PET-CT检测示,基线(1周)时MSCs-1周组与MSCs-4周组各指标无显著差异,而MSCs-4周组的最低MSI低于Control-4周组(22.10±3.18vs.35.70±3.02,P<0.05),总MSI亦低于Control-4周组(1013.50±29.37vs.1084.00±21.15,P<0.05)。MSCs-4周组4周时左室心肌18F-FDG摄取的最低MSI较1周时有明显提高(34.00±4.25vs.22.10±3.18,P<0.01),总MSI较1周时亦明显提高(1075.50±28.30vs.1013.50±29.37,P<0.01),SRS(20.20±2.24vs.23.80±1.58,P<0.05)及SRS%(29.80±3.31vs.35.10±2.34,P<0.05)较1周时均有减低；左心室梗死区内总MSI及平均MSI较1周时有显著增加(384.60±37.13vs.323.60±18.99,P<0.01；56.25±3.54vs.48.14±2.71,P<0.01)；在Control-4周组中,以上参数在4周时与1周时比较,其改变无统计学意义(P>0.05)。局部左心室代谢评价：MSCs-4周组在4周时,以下节段MSI较1周时有显著增加：左心室前壁近心尖段(32.00±5.35vs.44.10±5.90,P<0.05)、前壁中段(57.40±4.00vs.65.30±4.66,P<0.05)、间隔近心尖部(52.00±2.55vs.61.60±2.67,P<0.05)、前间隔中段(62.80±2.85vs.69.50±2.17,P<0.05),其余节段MSI均未见显著性增加；而Control-4周组中,各节段MSI在1周及4周时均无明显差异。MRI评价心功能,基线时3组心功能参数无显著差异(P>0.05)。MSCs组在4周时,左室射血分数(LVEF)较1周时有显著增加(54.41±2.62vs.47.54±2.43,P<0.01),左室收缩末期容积(ESV)有显著减低(22.85±1.91vs.27.07±1.67,P<0.01),左心室每搏输出量(SV)及心输出量(CO)均较1周时均有显著增加(29.35±1.84vs.26.52±1.46,P<0.05；2.23±0.14vs.1.96±0.13,P<0.05);Control组1周及4周时以各项心功能标均无统计学差异(P>0.05)。Real-time PCR检测显示,MSCs-4周组葡萄糖转运蛋白(GLUT1、 GLUT4)、葡萄糖代谢相关酶(PFK、GAPDH)及mTOR信号通路下游蛋白p70s6k的基因表达与Control-4周组及MSCs-1周组相比,均显著增加(P值均<0.05)结论：AMI后心肌内注射MSCs可提高心肌细胞葡萄糖代谢及心功能,注射MSCs的区域心肌细胞葡萄糖转运体及糖酵解相关酶表达上调,mTOR通路下游分子p70s6k表达显著升高,提示MSCs可能通过旁分泌作用激活该通路,促进心肌葡萄糖代谢及细胞生长,进而增加心肌收缩、促进心功能改善。目的：门控单光子发射计算机断层(SPECT)心肌灌注显像不仅可以评价心肌血流灌注情况,亦可评价心功能,测定心室腔容积,对心衰患者的预后评价具有重要意义。本研究旨在探讨静息门控SPECT心肌灌注显像和其他临床变量如体重指数对慢性心力衰竭(CHF)患者心脏性死亡的预测价值,筛选心脏性死亡的预测因子。方法：73例确诊为慢性心力衰竭(CHF)且左室射血分数(LVEF)<40%的住院患者(年龄50.7±16.5岁；男60例,女13例；缺血性心衰患者25例,非缺血性心衰患者48例),行99mTc-MIBI静息门控SPECT心肌灌注显像,以心脏性死亡作为心脏事件随访所有患者。用Cox比例风险回归分析法检测心脏性死亡的预测因子并用Kaplan-Meier方法估计生存概率。结果：随访时间为18.6±8.5月(1.1～30.0月)。随访期间内共14例患者(19.2%)发生心脏性死亡。单因素Cox回归分析示体重指数(BMI, Wald4.66, P<0.05)、脑钠肽(BNP, Wald4.87, P<0.05)门控LVEF (Wald4.64, P<0.05),静息运动总评分(SMS, Wald4.43, P<0.05),静息灌注总评分(SRS, Wald4.56, P<0.05)以及灌注异常范围(Def Ext, Wald4.48, P<0.05)为心脏性死亡预测因素。将以上因素纳入多因素Cox回归分析,结果显示BMI (23.3±4.1kg/m2, Wald5.02, P<0.05,RR=0.85)及SRS (11.8±11.5, Wald5.33, P<0.05, RR=1.05)为独立心脏性死亡预测因素。BMI的最佳阈值为25Kg/m2, BMI<25Kg/m2的CHF患者(46例)及BMI≥25Kg/m2者(27例)预后有显著差异(P<0.05),BMI<25Kg/m2者死亡率高(28.3%vs.3.7%,P<0.05)且累计生存率明显高于BMI≥25Kg/m2者(Log-rank6.11, P<0.05); ROC曲线测得SRS最佳阈值为11,SRS≤11的CHF患者(43例)与SRS>11者(30例)两组间死亡率无明显差异(P=0.051),而两组累计生存率有显著差异,SRS≤S11者高于SRS>11者(Log-rank6.83, P<0.01)。 BMI<25Kg/m2同时SRS>11的CHF患者累积生存率明显减降低(Log-rank18.50, P<0.001)。结论：静息门控SPECT心肌灌注显像对CHF患者有预后价值。BMI<25Kg/m2及SRS>11为发生心脏性死亡的独立危险因素,BMI<25Kg/m2且SRS>11的患者发生心脏性死亡的风险更高,应加强治疗及护理。