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随着糖尿病(DM)发病人数的日益增多，糖尿病的相关并发症也成为研究的重点之一。糖尿病心肌病(DCM)已成为老年DM患者死亡的主要原因。早在1972年Rubler等首次提出糖尿病心肌病这一诊断以来，糖尿病心肌病也逐渐被人们所认识。糖尿病心肌病是一种特异性的心肌病，其病理表现为心肌细胞的凋亡和坏死，微循环障碍和心肌间质纤维化，临床表现为心肌舒张和收缩功能障碍，心律失常；晚期可出现充血性心力衰竭。总之，糖尿病心肌病为代谢所致的广泛性、弥漫性的心肌损害。骨髓基质干细胞(bone marrow stromal cells，MSCs)是一种从骨髓中分离获得的成体干细胞。骨髓基质干细胞具有易于获取、分离方便、多向分化潜能和无免疫反应等特点，在细胞移植和基因治疗方面具有良好的应用前景。近年来，基础研究发现，骨髓基质干细胞可以在梗死的心肌组织中分化为心肌样细胞、血管内皮细胞和平滑肌细胞，并进一步形成血管样结构。进一步研究认为，心肌缺血微环境能诱导骨髓基质干细胞定向分化。同时，骨髓基质干细胞能合成和分泌大量的促细胞和血管生长因子，如血管内皮生长因子(VEGF)，肝细胞生长因子(HGF)，胰岛素样生长因子等(HGF-1)等。在缺血性心肌病的研究中发现移植骨髓基质干细胞的移植能阻止左心室的重构，在扩张性心肌病的大鼠模型中也发现干细胞能抑制心肌的纤维化。但干细胞移植治疗糖尿病心肌病的研究还较少见。本课题既是研究基质骨髓干细胞移植对糖尿病心肌病心功能的影响，并探讨其可能的机制。材料和方法：7-8周的雄性SD大鼠80只腹腔注射STZ(60mg／kg)，每周检测血糖，血糖大于300mg／dl即认为糖尿病建模成功。血糖稳定8周后糖尿病心肌病大鼠模型建立成功。骨髓基质干细胞(bone marrow stromal cells，MSCs)由雄性的8周SD大鼠的胫腓骨获取，冲洗后经细胞培养并进行移植前流式细胞仪检测传3-4代后备用。在骨髓基质干细胞在体外用DAPI(4‘6-Diamidino-2-Phenylindole)标记后，以每只5×10~6个细胞经股静脉回输，对照组回输同体积的PBS。4周后取在对照组，糖尿病(DCM)组及移植组间(DCM+MSC)大鼠，先行心脏多普勒超声检查，再处死大鼠后取心肌标本行免疫荧光，免疫组化及PT-PCR方法检测金属基质蛋白酶MMP-2及MMP-9及TIMP m-RNA的表达，并分析MMP-2的蛋白活性，Western-blot法分析TnT表达。结果：1：经体外培养的骨髓基质干细胞多数表达CD44及CD90，而CD45的表达为阴性。2：移植前的糖尿病心肌病(DCM)大鼠和对照组基线特征的对比在移植前DCM组血糖明显高于对照组(p＜0.01)，体重明显低于对照组(p＜0.01)，左室舒张末期内径(LVDd)在两组间无显著性差异，但通过体重校正后DCM组显著高于对照组(p＜0.01)，左室后壁厚度(LVPW)，相对室壁厚度(RWT)及室壁缩短率(FS)在DCM组是低于对照组(p＜0.01，p＜0.05，p＜0.01)，左房内经(LAD)在DCM组略高，但未达到统计学差异。3：细胞移植后4周3组间基线特征的对比在回输MSC后4周，在DCM及DCM+MSC组的血糖水平仍较高(p＜0.01)，3组间的LVDd无差异，体重校正后LVDd和心脏的重量在DCM组是升高的(p＜0.01，p＜0.05与对照组比)，但通过MSC移植后有所下降，但差异未达到统计学意义。LVPW，RWT在DCM组是低于对照组(p＜0.01，p＜0.05)，通过MSC移植后，LVPW和RWT升高，仅有LVPW的升高有统计学意义(p＜0.05)，室间隔厚度(IVSd)，LAD和FS在组间均未达到统计学差异。4：干细胞移植后诱导的细胞和血管的新生经兰荧光标记的MSC细胞在移植后的4周能在心肌中检测到。免疫荧光也证实移植的MSC细胞troponin T和肌球蛋白轻链表达为阳性，这说明移植细胞的一部分能转化为表达troponin T和肌球蛋白轻链的心肌细胞。微血管密度的检测发现在DCM组心肌微血管数量与对照组比明显降低(2.71±0.29个／0.2mm~2比5.46±0.61个／0.2mm~2，p＜0.01)，通过MSC移植后DCM组心肌微血管密度明显增加并有统计学意义。(4.38±0.25个／0.2mm~2，p＜0.05比DCM组。)5：MSC移植改善心肌的纤维化Masson’s染色证实了在DCM组与对照组和MSC组相比，心肌及微血管周围存在明显的间质纤维化。纤维化的计数面积DCM组也高于对照组(p＜0.01)，MSC移植后能改善糖尿病大鼠的心肌纤维化，但未达到统计学差异。MMP-2的活性在DCM组与对照组相比是降低的(72±4％of control，p＜0.01)，MSC移植后活性升高并有统计学意义(97±3％of control in DCM+MSC group，p＜0.01比DCM组)。但在mRNA水平，MMP-2的表达较低，而且在3组中无差异。MMP-9的mRNA水平在DCM组与对照组相比是显著升高的(p＜0.01)，MSC移植后表达下降并有统计学差异(p＜0.01)，但MMP-9在mRNA水平的表达仍然比对照组高(p＜0.01)，但TIMP-1 mRNA水平在DCM组是明显降低的(p＜0.01)，在MSC移植后有所升高，但未达到统计学意义。6：Troponin T的Western blot表达Western blot证实在DCM组与对照组比较Troponin T的表达是降低的(p＜0.01)。但在MSC移植后表达有所升高，但未达到统计学差异。结论：通过上述的研究，我们得到了以下的结论：1：通过静脉移植的MSC细胞能够在糖尿病心肌病大鼠模型的心肌中定植。2：移植MSC细胞能够诱导心肌细胞和血管的新生3：移植MSC细胞可调节MMP及TIMP的表达从而改善心肌的重构。