探讨整合素连接激酶(ILK)过表达的心肌干细胞(CSC)移植改善心肌梗死大鼠心功能的作用及其机制。
方法从新生Sprague-Dawley(SD)大鼠中分离培养CSC，构建含人ILK全长的腺病毒载体并转染CSC。将40只8周龄的清洁级SD大鼠采用随机数字表法分为假手术组、心肌梗死＋生理盐水注射组(生理盐水组)、心肌梗死＋转染空载体的CSC注射组(Ad-null-CSC组)和心肌梗死＋转染ILK的CSC注射组(ILK-CSC组)，每组10只。经冠状动脉结扎建立大鼠心肌梗死模型。建模成功15 min后，各组大鼠均在直视下分3点在心肌梗死区及梗死边缘区分别注射30 μl生理盐水、Ad-null-CSC(1×105 个细胞/30 μl)或ILK-CSC(1×105 个细胞/30 μl)。移植后4周，超声心动图检查各组大鼠心功能；HE染色和Masson染色观察各组大鼠左心室心肌细胞形态和纤维化情况；免疫组织化学法检测各组大鼠心肌细胞中增殖相关基因Ki-67和磷酸化组蛋白H3(p-H3)的表达；实时定量逆转录聚合酶链反应检测另外2个增殖相关基因cyclinD1和增殖细胞核抗原(PCNA)的mRNA表达。
结果(1)各组大鼠存活情况及心功能：移植后4周，40只大鼠中有3只死于术后并发症或心力衰竭，其中生理盐水组2只，Ad-null-CSC组1只，剩余37只用于实验分析。生理盐水组大鼠左心室收缩末期内径(LVESD)和左心室舒张末期内径(LVEDD)均明显高于假手术组(P分别为0.009和0.002)，而左心室射血分数(LVEF)则明显低于假手术组(P＝0.006)。Ad-null-CSC组大鼠LVESD和LVEDD则均低于生理盐水组 (P分别为0.005和0.003)，但LVEF两组差异则无统计学意义(P＝0.113)。而ILK-CSC组大鼠LVESD和LVEDD均进一步明显低于Ad-null-CSC组(P分别为0.004和0.000 1)，LVEF明显高于Ad-null-CSC组(P＝0.004)。(2)各组大鼠左心室心肌形态和纤维化：移植后4周，可见生理盐水组和Ad-null-CSC组大鼠心肌细胞大量死亡，细胞核固缩，纤维增生明显，蓝色胶原组织所占面积分别达(70.6±5.1)%和(57.7±3.4)%，均明显高于假手术组(8.2±2.2)%(P分别为0.002和0.001)。然而，ILK-CSC组大鼠心肌细胞核固缩较少，细胞数量较多，纤维组织较少，蓝色胶原组织所占面积为(30.6±7.0)%，明显低于Ad-null-CSC组(P＝0.005)。(3)各组大鼠左心室心肌组织中增殖相关蛋白的表达：移植后4周，可见Ki-67和p-H3主要表达于心肌细胞细胞核中，阳性细胞细胞核内可见棕黄色颗粒。假手术组大鼠心肌细胞内未见Ki-67和p-H3阳性表达，生理盐水组和Ad-null-CSC组大鼠心肌细胞内可见少量表达，而ILK-CSC组二者表达均较高，且均明显高于Ad-null-CSC组(P分别为0.007和0.003)。(4)各组大鼠左心室心肌组织中增殖相关基因mRNA的表达：移植后4周，生理盐水组和Ad-null-CSC组大鼠左心室心肌组织中cyclinD1和PCNA的mRNA表达水平均略高于假手术组，但差异均无统计学意义(P均>0.05)。而ILK-CSC组二者水平均明显高于Ad-null-CSC组(P分别为0.003和0.004)。
结论过表达ILK的CSC可通过促进心肌细胞增殖、抑制左心室纤维化，进而改善心肌梗死大鼠的心功能。