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目的心肌梗死是目前威胁人类健康的首要疾病之一,传统治疗方法仅局限于改善症状,无法修复坏死心肌。干细胞具有分化成心肌细胞的潜能,是目前再生医学的研究热点。干细胞移植治疗心梗向临床转化过程中有许多亟待解决的问题,其中最突出的难点是识别、在体示踪移植后的干细胞,实现客观评价其治疗效果。PET作为一种无创、活体、反映体内细胞代谢水平的新技术手段,可用于干细胞治疗后功能代谢恢复的监测和评价。本实验目前国际上首次在大鼠心梗模型上,运用小动物专用PET(正电子发射型计算机断层显像,micro-PET)扫描仪监测,比较诱导多功能干细胞(iPSC)和胚胎干细胞(ESC)对心梗治疗的效果。方法将雄性SD大鼠制作心梗模型后,随机分为三组：iPSC治疗组、ESC治疗组和磷酸盐缓冲液(PBS)对照组(n=7/每组)。心梗模型制作完成后30分钟内将2×106/150μL iPSC或ESC细胞或等体积的PBS,分5点均匀地移植在梗死周边区原位心肌内。在干细胞移植后的第3天和第1、2、3、4周分别进行18F-FDG micro-PET扫描。最后一次micro-PET扫描结束后,灌注取心脏并做放射自显影和免疫组织化学染色。结果在4周监测过程中iPSC和ESC治疗组的18F-FDG摄取值均明显高于PBS对照组(p<0.001vs p<0.001)。在干细胞移植后第1周ESC治疗组的18F-FDG摄取值高于iPSC治疗组(p=0.029),而在第2周18F-FDG摄取值iPSC组略高于ESC组,但两组无统计学意义(p=0.53),从第3周开始至第四周监测结束18F-FDG摄取值iPSC组明显高于ESC治疗组(p<0.001)。放射自显影图像结果与第4周micro-PET的18F-FDG扫描图像相一致。免疫组织化学染色证实,移植的ESC和iPSC在梗死周边区存活,并改善心肌功能。在本研究实施的4周内未发现肿瘤生成。结论本研究证实,ESC和iPSC移植后能够促进心梗大鼠的代谢和功能恢复,与ESC相比,iPSC有可能成为治疗心梗的一种新的细胞来源。micro-PET可成为一种无创、活体、可重复性的评价和监测干细胞(包括iPSC和ESC)治疗效果的分子影像手段。