第一部分 HO-1基因转染猪骨髓间充质干细胞及磁粒子标记的体外研究　　 目的将重组质粒pcDNA3.1-hHO-1转染猪骨髓间充质干细胞（mesenchymal stem cells，MSCs），并应用超顺磁性氧化铁纳米粒子（superparamagnetic iron oxide，SPIO）标记转染的MSCs，观察其血红素氧化酶-1（HO-1）的基因表达、SPIO的标记效率及细胞的生物学特性。方法贴壁离心法分离并培养小型猪骨髓源性MSCs，酶切和基因测序鉴定重组质粒pcDNA3.1-hHO-1并转染至MSCs，与SPIO（20μg/ml）共孵育24 h，Western blot检测HO-1蛋白表达，普鲁士蓝染色检测显示细胞内铁表达，台盼兰染色检测细胞的活性，四氮噻唑蓝（MTT）试验检测细胞增殖，Annexin/碘化吡啶（PI）双染色法检测细胞凋亡。结果 pcDNA3.1-hHO-1转染后MSCs中HO-1表达增加，SPIO标记效率达100％，SPIO标记后对细胞的活性、增殖及凋亡无明显影响。结论 pcDNA3.1-HO-1能有效转染入猪MSCs，SPIO可以有效标记猪骨髓源性MSCs，且对细胞的生物学特性无明显影响。　　 第二部分 HO-1基因修饰的MSCs自体移植治疗猪急性心肌梗死的研究　　 目的观察HO-1基因修饰的MSCs对急性心肌梗死的治疗作用。方法MSCs分为对照组（MSCs）、空载质粒转染组（LacZ-MSCs）、pcDNA3.1-hHO-1转染组（H0.1-MSCs），缺氧诱导观察HO-1转染后MSCs的凋亡及上清液血管内皮生长因子（VEGF）的表达。建立小型猪急性心肌梗死模型，分为生理盐水组，干细胞治疗组（MSCs组）及pcDNA3.1-hHO-1治疗组，行自体MSCs移植。治疗后3个月采用3.0 T磁共振行磁粒子示踪及心功能检测。普鲁士蓝染色检测磁粒子水平，免疫组化检测毛细血管密度（血管数/HPF）。结果缺氧诱导后HO-1-MSCs组凋亡率（30.30±7.64）％低于MSCs组（56.93±4.68）％（p<0.001）和LacZ-MSCs组（55.88±4.38）％（p<0.001），HO-1-MSCs组VEGF水平（768.44±78.38）pg/ml高于MSCs组（555.27±67.67）pg/ml（p<0.001）和LacZ-MSCs组（522.97±71.45）Pg/ml（p<0.001）；治疗1周后3组心功能无明显差异，治疗3月后HO-1-MSCs组左室射血分数（53.50±2.09）％明显高于MSCs组（49.54±2.74）％（P=0.017）和生理盐水组。梗死周边区毛细血管密度HO-1-MSCs组（14.59±2.39）较MSCs组（11.78±2.48，p=0.033）和生理盐水组明显增多。结论HO-1基因转染的MSCs移植治疗明显改善急性心肌梗死的心功能。　　 第三部分 HO-1基因修饰的MSCs移植治疗对心肌梗死后血管新生的研究　　 目的探讨HO-1-MSCs移植治疗对心肌梗死后血运重建的影响。方法体外培养MSCs，细胞分为四组，未转染质粒组（MSCs）、转染空载质粒组（LacZ-MSCs）、转染pcDNA3.1-hHO-1组（HO-1-MSCs），转染pcDNA3.1-hHO-1组加SnPP干预组（HO-1-MSCs+SnPP），体外实验予缺氧诱导后比较各组抗凋亡情况，同时收集上清液检测TGF-β和FGF-2的表达。建立小型猪急性心肌梗死模型，分为生理盐水组，LacZ-MSCs，HO-1-MSCs组及HO-1-MSCs+SnPP组，行自体MSCs移植。细胞移植后1个月行磁共振检测。1个月后处死动物，普鲁士蓝染色检测磁粒子水平，免疫组化检测毛细血管密度和功能血管密度（血管数/HPF）。结果（1）体外缺氧诱导实验中HO-1-MSCs组凋亡比率明显较其他组下降，同时上清液中HO-1-MSCs组TGF-β的分泌较LacZ-MSCs组明显升高（p<0.001），FGF-2的分泌HO-1-MSCs组亦明显高于Lacz-MSCs组（p<0.001）。（2）细胞移植4周后HO-1-MSCs组LVEF明显高于Lacz-MSCs组（p<0.05）。梗死周边区毛细血管密度（血管数/HPF）HO-1-MSCs组明显高于Lacz-MSCs组（p<0.001）。梗死周边区功能血管密度HO-1-MSCs组亦明显高于Lacz-MSCs组（p=0.001）。结论HO-1基因转染MSCs后较单纯MSCs移植更加增强其心肌梗死后血管新生作用。　　 第四部分 HO-1基因转染同种异体干细胞后移植治疗急性心肌梗死的研究　　 目的探讨HO-1基因修饰后的同种异体MSCs移植治疗急性心肌梗死的作用。方法体外培养MSCs，细胞分为MSCs组、LacZ-MSCs组、HO-1-MSCs组，HO-1-MSCs+SnPP组，予缺氧诱导后检测上清VEGF、TNF-α和IL-6的水平。建立雌性小型猪急性心肌梗死模型，分为生理盐水组，LacZ-MSCs组，HO-1-MSCs组及HO-1-MSCs+SnPP组，行雄性源性MSCs移植。细胞移植后1周及3月行磁共振检测。1周和3月时分别处死部分动物，取心脏标本行相关检查。结果（1）体外缺氧诱导实验中HO-1-MSCs组VEGF分泌明显上升以及TNF-α和IL-6分泌的明显下降（p<0.05）。（2）细胞移植1周后处死部分实验猪，普鲁士蓝染色阳性但同时巨噬细胞染色阳性，HO-1-MSCs组心肌检测VEGF明显增加，TNF-α和IL-6明显下降，伴随Bcl-2明显增加。实时定量PCR显示HO-1-MSCs组移植干细胞存活明显增加。心功能显示HO-1-MSCs组LVEF明显高于生理盐水组（p<0.05）。（3）3月时MRI检测未发现低信号区，普鲁士蓝染色阴性。HO-1-MSCs组LVEF明显高于Lacz-MSCs组（p<0.05）。梗死周边区毛细血管密度（血管数/HPF）HO-1-MSCs组明显高于Lacz-MSCs组（p<0.001）。梗死周边区功能血管密度（血管数/HPF）HO-1-MSCs组亦明显高于Lacz-MSCs组（p<0.05）。结论HO-1基因转染MSCs后较单纯MSCs移植更加增强其治疗心梗后作用，其作用可能系通过增强其旁分泌作用实现，SPIO在同种异体移植中不能说是理想的示踪剂。