急性心肌梗死后促進骨髓間充質(zhì)干細胞有效歸巢研究

摘要：目的 就促進骨髓間充質(zhì)干細胞歸巢的各種方法如細胞因子、中成藥及雙向抗體的研究現(xiàn)狀做一綜述，為經(jīng)遠心途徑增效骨髓間充質(zhì)干細胞歸巢的研究提供理論依據(jù)。方法 以\"myocardial infarction，stem cells，home\"為英文檢索詞；以\"心肌梗死，干細胞，歸巢\"為中文檢索詞，檢索萬方、Pubmed數(shù)據(jù)庫和維普數(shù)據(jù)庫2002年1月/2013年1月相關(guān)文獻。納入與心肌梗死、經(jīng)遠心途徑、骨髓間充質(zhì)干細胞及細胞因子、中成藥、雙向抗體調(diào)節(jié)骨髓間充質(zhì)干細胞歸巢的相關(guān)文獻。結(jié)果 經(jīng)遠心途徑調(diào)節(jié)骨髓間充質(zhì)干細胞歸巢提供了有效可行的治療方式，通過細胞因子、中成藥及雙向抗體等聯(lián)合間充質(zhì)干細胞移植，經(jīng)靜脈、皮下、體腔、體外預(yù)處理等途徑以相對安全、簡便的方式提高見充值干細胞歸巢率。結(jié)論 可以避免經(jīng)冠脈或心肌穿刺帶來的風(fēng)險。但該療法的還有很多問題尚待解決，尚待深入研究。

關(guān)鍵詞：心肌梗死；骨髓間充質(zhì)干細胞；歸巢

心肌梗死是常見的病理過程，而成年心肌細胞卻不能再生，因此需要尋找一種有效促使缺血受損心肌修復(fù)的方法。隨著對干細胞研究的深入，其修復(fù)損傷組織的能力受到醫(yī)學(xué)界的重視。大量動物實驗以及臨床床研究已證實移植胚胎干細胞、骨骼肌成肌細胞、骨髓間充質(zhì)干細胞等干細胞能使壞死心肌再生，因此干細胞移植成為心肌再生的重要方法，是心肌梗死患者康復(fù)的新希望。尤其是骨髓間充質(zhì)干細胞移植成為目前研究熱點。骨髓間充質(zhì)干細胞（bone marrow mesenchymal stem cells，BMSCs）是骨髓中一種多功能干細胞，在一般情況下進入到外周循環(huán)血中的BMSCs數(shù)量極少，修復(fù)作用有限，需要經(jīng)靜脈回輸提取的BMSCs后，再動員其在受損心肌部位聚集以促進心肌細胞修復(fù)（其中細胞在受損位點遷移、識別、定位過程稱為歸巢）。目前動員細胞歸巢的途徑較多，主要分為：①心肌梗死定位注射；②經(jīng)冠狀動脈途徑；③經(jīng)靜脈途徑；④微循環(huán)途徑（皮下或體腔注入）；⑤體外預(yù)處理干細胞。因經(jīng)靜脈途徑及皮下注射途徑操作簡單、對人體的損傷小、安全性高，引發(fā)醫(yī)學(xué)界的關(guān)注[1]。本文將對經(jīng)靜脈及微循環(huán)途徑動員BMSCs歸巢現(xiàn)象及其機制進行綜述。

1資料與方法

1.1一般資料 第一作者利用計算機檢索萬方數(shù)據(jù)庫（http：//med.wanfangdata.com.cn）、維普數(shù)據(jù)庫（http：//vip.lnlib.net.cn）及PubMed數(shù)據(jù)庫（http：//www.ncbi.nlm.nih.gov/Pubmed）中BMSCs歸巢的相關(guān)文獻。檢索英文關(guān)鍵詞為\"myocardial infarction；stem cell；home\"，中文檢索關(guān)鍵詞為\"干細胞，心肌梗死，歸巢\"。檢索時間為2013年02月10日，共檢索文獻1000余篇，為避免遺漏人工篩選出10余篇文獻。

1.2入選標準 納入標準：文章所述內(nèi)容必須與骨髓間充質(zhì)干細胞歸巢相關(guān)，并且需經(jīng)靜脈或皮下動員，優(yōu)先選擇5年內(nèi)發(fā)表的在該領(lǐng)域具有代表性的文獻。

排除標準：內(nèi)容與本文宗旨不相符的文獻，重復(fù)研究和Meta分析類文獻。

質(zhì)量評估：按照納入排除標準進行篩選。

2結(jié)果

2.1細胞因子動員劑 近年來隨著醫(yī)學(xué)的發(fā)展，用細胞因子動員骨髓間充質(zhì)干細胞游離到外周血，然后歸巢受損心肌部位修復(fù)心肌組織方法，也是目前心肌梗死治療方法研究較多方法。國內(nèi)外有多項研究結(jié)果提示，骨髓間充質(zhì)干細胞移植后能促進血管新生[2]，而其改善程度與間充質(zhì)干細胞歸巢數(shù)量相關(guān)[14]，且多個研究表明細胞因子動員后干細胞歸巢率有顯著增加。

2.1.1心肌炎癥 心肌損傷后的產(chǎn)生的炎癥因子[3]促進骨髓干細胞歸巢的重要條件，提示骨髓干細胞歸巢于缺血心肌是機體潛在的修復(fù)機能。組織炎癥時局部趨化因子精確地控制著炎癥細胞的趨向運動，趨化性細胞因子和其受體相互作用使白細胞選擇性地進入炎癥組織，而骨髓移植研究表明造血干細胞的歸巢途徑亦是由趨化分子和黏附分子介導(dǎo)的極聯(lián)反應(yīng)，缺血心肌組織存在炎癥反應(yīng)，表達多種趨化因子于心肌梗死部位微環(huán)境中，引導(dǎo)骨髓間充質(zhì)干細胞歸巢。

2.1.2粒細胞集落刺激因子（granulocyte colony stimulating factor，G-CSF） G-CSF是骨髓細胞瓊脂培養(yǎng)中能特異性促進中性粒細胞集落形成的因子，其作用是誘導(dǎo)骨髓前期細胞的增殖、分化為成熟的中性粒細胞。馮金華[4]研究發(fā)現(xiàn)靜脈應(yīng)用G-CSF，確實大大提高了骨髓間充質(zhì)干細胞在心肌內(nèi)發(fā)生歸巢的程度，骨髓間充質(zhì)干細胞在心肌內(nèi)的歸巢后能發(fā)揮其促心肌細胞再生作用；經(jīng)過進一步的對比還發(fā)現(xiàn)在G-CSF動員的基礎(chǔ)上發(fā)生心肌梗死的心肌內(nèi)骨髓間充質(zhì)干細胞歸巢的數(shù)量遠遠超過沒有發(fā)生心肌梗死的心肌，而在未經(jīng)G-CSF動員的心肌內(nèi)即使發(fā)生心肌梗死骨髓間充質(zhì)干細胞歸巢的數(shù)量也無顯著增加，說明G-CSF對骨髓間充質(zhì)干細胞歸巢的影響是不受心肌梗死干預(yù)的。國內(nèi)學(xué)者吳祖常等人[5]研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)皮下輸入G-CSF與SCF聯(lián)用可促進BMSCs向心肌梗死區(qū)域遷移和聚集，這可能與細胞因子之間的協(xié)同作用有關(guān)，但其單獨運用則無該效應(yīng)，與其它研究不符，需進一步研究。

2.1.3基質(zhì)細胞衍生因子1（stromal cell-derived factor 1，SDF-1） SDF-1屬于CXC類趨化因子，其唯一受體是CXCR4。莊瑜等[6]對大鼠心肌梗死模型研究予SDF-1及anti-SDF-1處理后，發(fā)現(xiàn)心肌梗死后早期梗死區(qū)SDF-1的表達明顯增高，而且SDF-1可以促進骨髓間充質(zhì)干細胞歸巢到損傷心肌中并且改善心功能。Jun-Ming Tang[7]用表達VEGF的骨髓間充質(zhì)干細胞移植到大鼠體內(nèi)，研究發(fā)現(xiàn)VEGF通過與VEGF-1及VEGF-3結(jié)合，刺激心肌梗死區(qū)附近心肌細胞表達SDF-1，通過SDF-1：CXCR4途徑使骨髓間充質(zhì)干細胞歸巢，并通過刺激內(nèi)皮血管再生改善心功能，具體機制尚不明確，需進一步研究。

2.1.4血管細胞粘附分子-1（Vascular cell adhesion molecule-1，VCAM-1） ICAM-1和VCAM-1屬于免于球蛋白超家族成員，是組織中分布最廣的粘附分子。呂浩敏[8]等學(xué)者研究中發(fā)現(xiàn)，予適量炎癥因子IL-1B經(jīng)小鼠尾靜脈注射后，能增加BMMSCs表面VCAM-1黏附分子的表達，進而促進與血管內(nèi)皮細胞的穩(wěn)固黏附，從而增加穿越血管內(nèi)皮細胞單層到達損傷組織的BMMSCs數(shù)量，實現(xiàn)BMMSCs移植治療的靶向性和有效性。

2.1.5 Kv2.1鉀通道 經(jīng)Xinyang Hu[9]等學(xué)者對心肌梗死模型研究表明，對骨髓間充質(zhì)干細胞進行低氧預(yù)處理，提高其表達Kv2.1鉀通道，進而增加局部粘著斑激酶（Focal Adhesion Kinase，F(xiàn)AK）磷酸化和BMSCs遷移能力，若敲除KV2.1基因或者抑制KV2.1鉀通道活性均可以明顯抑制氧預(yù)處理的作用。

2.1.6胰島素樣生長因子-1（IGF-1） 國內(nèi)學(xué)者張愛東，郭軍[15]研究表明，體外IGF-1預(yù)處理提高了BMMSCs的趨化因子受體-4（CXCR-4）表達，通過使用中和IGF-1的抗體而抑制了CXCR-4的提高。CXCR-4的表達具有時間和劑量依賴性，IGF-1通過增加BMMSCs CXCR-4的表達從而增加了移植細胞的歸巢數(shù)量，進而提高MSCs的心肌修復(fù)效果。

2.2抗體在調(diào)節(jié)間充質(zhì)干細胞歸巢的應(yīng)用 目前醫(yī)學(xué)界對抗體機制研究較多，其特異性識別靶向位點的能力已得到公認。目前抗體在攜帶藥物靶向治療、抗體免疫熒光特異性標記、抗體引導(dǎo)細胞定向轉(zhuǎn)移等運用中發(fā)揮這巨大的作用，是科研及臨床治療中的重要手段。運用抗體靶向引導(dǎo)骨髓間充質(zhì)干細胞歸巢已成為趨勢，為心肌梗死病人的康復(fù)帶來新的希望。

2.2.1基于化學(xué)偶聯(lián)的雙向抗體 國內(nèi)學(xué)者鄧瑋等[11]運用化學(xué)偶聯(lián)方法制作雙向抗體促進骨髓間充質(zhì)干細胞靶向歸巢。利用anti-CD29能特異性識別骨髓間充質(zhì)干細胞，以及抗肌凝蛋白輕鏈抗體（Anti- myosin light chain antibody，AMLCA）能特異性結(jié)合損傷心肌的特性，制備成雙向抗體（CD29×AMLCA），該雙向抗體能特異性的與經(jīng)靜脈注入血液循環(huán)的骨髓間充質(zhì)干細胞結(jié)合后，經(jīng)血液循環(huán)到達受損心肌，特異性引導(dǎo)MSCs歸巢至心肌梗死部位，促進受損部位心肌修復(fù)。

2.2.2靶向移植增效間充質(zhì)干細胞歸巢 利用超聲波的穩(wěn)態(tài)空化效應(yīng)[12]可以將脂質(zhì)制作脂質(zhì)微泡，并以此為載體結(jié)合抗體可形成主動靶向治療單位，鄧瑋等學(xué)者[13]基于該原理制作脂質(zhì)微泡，并以此為載體融合，制備成CD29×AMLCA雙向抗體，該雙向抗體抗體與骨髓間充質(zhì)干細胞結(jié)合后，經(jīng)血液循環(huán)到達受損心肌，特異性引導(dǎo)MSCs歸巢至心肌梗死部位，修復(fù)受損心肌。

2.3中藥方劑在干細胞移植治療心肌梗死的應(yīng)用 中藥是中國醫(yī)學(xué)史的重要組成部分，它具有取材方便、價格低廉、不良反應(yīng)小的優(yōu)勢，給干細胞的定向分化提供新的思路和方法。有研究者將干細胞移植與中藥相結(jié)合，起到協(xié)同增效的作用，發(fā)揮了中西醫(yī)結(jié)合的優(yōu)勢。目前已有多鐘中藥制劑干預(yù)骨髓干細胞定向分化的報道，但其主要作用是促進心肌梗死區(qū)域微循環(huán)形成及改變血液流變學(xué)。

2.3.1養(yǎng)心通脈有效部位方 養(yǎng)心通脈有效部位方主要成分包括人參、丹參、桂枝、澤瀉、枳實等多味中藥。李勇華[10]等學(xué)者利用大鼠心肌梗死模型研究表明，通過腹腔注射的方式，將該中藥方劑能使降低冠狀動脈阻力，增加冠狀動脈血流量，顯著改善微循環(huán)等作用，以促進間充質(zhì)干細胞歸巢并減小心肌梗死面積，并且與G-CSF聯(lián)用后可進一步改善心功能。

2.3.2護心康 護心康片劑由生蒲黃、瓜蔞殼、遠志、旋覆花、玉竹、山楂、茯苓、茜草等中藥精制加工而成。李新等[16]學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)尾靜脈注射骨髓間充質(zhì)干細胞后，予護心康灌胃后，骨髓間充質(zhì)干細胞向心肌梗死區(qū)域歸巢數(shù)量明顯增加，心功能也得到改善，考慮護心康增強其歸巢的能力可能是心功能改善機制之一。

3討論

細胞因子、中成藥及雙向抗體聯(lián)合間充質(zhì)干細胞移植，可促進干細胞歸巢，為臨床治療心肌梗死提供有效的辦法。經(jīng)靜脈、皮下、體腔、體外預(yù)處理等途徑提高見充值干細胞歸巢率，可以避免經(jīng)冠脈或心肌穿刺帶來的風(fēng)險。但經(jīng)該技術(shù)還有很多問題尚待解決，需進一步研究。諸如運用上述治療手段的最佳時機、最佳數(shù)量、明確的機制、對其定向分化的影響、多種方式聯(lián)用的相互作用以及對心功能改善程度的影響等雖已有相關(guān)研究，但還需要進一步的探討闡明。

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編輯/申磊