體外中藥干預(yù)骨髓間充質(zhì)干細胞向心肌細胞分化的研究進展

路娟??胡繼宏

[摘要] 骨髓間充質(zhì)干細胞具有自我更新、增殖和多向分化的潛能，骨髓間充質(zhì)干細胞在體外可通過化學(xué)藥物及中藥干預(yù)誘導(dǎo)分化為心肌細胞，將其應(yīng)用于治療缺血性心臟病，可減少梗死面積，改善心功能，為心臟病的治療開辟了新途徑。大量研究表明，中藥在骨髓間充質(zhì)干細胞增殖和定向分化過程中具有促進作用，不僅可在體內(nèi)作用于骨髓間充質(zhì)干細胞促進其增殖、分化，還可通過影響體外微環(huán)境促進其功能的建立與存活。

[關(guān)鍵詞] 中藥；骨髓間充質(zhì)干細胞；心肌細胞；干預(yù)；分化

[中圖分類號] R259 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-0616（2014）04-39-04

Research progress of the intervention of traditional Chinese medicine in vitro on the differentiation of mesenchymal stem cells to myocardial cells

LU Juan HU Jihong

School of Publish Health， Gansu College of Traditional Chinese Medicine， Lanzhou 730000， China

[Abstract] Mesenchymal stem cells have the potentials of self-renewal， proliferation and multi-directional differentiation， and they can be induced to differentiate into myocardial cells in vitro by interventions of chemical drugs and traditional Chinese medicine. The differentiation can be applied in the treatment of ischemic heart disease， which helps reduce infarct area， improve heart functions and thus open up a new treatment method for heart diseases. Plenty of studies reveal that traditional Chinese medicine functions as promoters in the process of proliferation and committed differentiation of mesenchymal stem cells， which not only promotes the proliferation and differentiation of mesenchymal stem cells in vitro， but also facilitates the establishment and survival of cell functions by affecting external micro-environment.

[Key words] Traditional Chinese medicine； Mesenchymal stem cells； Myocardial cells； Intervention； Differentiation

心血管疾病是現(xiàn)代社會危害人類健康的主要疾患，急性心肌梗死是心血管疾病中最常見和多發(fā)的疾病之一，主要造成心肌細胞數(shù)量減少，瘢痕組織的形成，進而導(dǎo)致心功能下降，甚至心力衰竭、心源性休克而危及生命[1]。目前，對于心血管疾病的治療主要采用藥物及心血管介入治療，雖可有效改善心血管功能，但不能解決心肌細胞減少這一根本問題，理想的療法應(yīng)是使心肌細胞再生以改善和重塑心臟的功能方便著手。骨髓間充質(zhì)干細胞（bone marrow stem cells，BMSCs）是存在于骨髓中的間充質(zhì)細胞，具自我更新、增殖的和多向分化的潛能，且在體外或體內(nèi)均可誘導(dǎo)分化為心肌細胞。將BMSCS來源心肌細胞應(yīng)用于缺血性心臟病的治療，可減少梗死面積，改善心肌功能，為心臟病的治療提

供了新途徑。5-氮胞苷（5-Azacytidine，5-Aza）是目前骨髓間充質(zhì)干細胞向心肌細胞分化的最常用誘導(dǎo)劑。作為一種抗腫瘤藥物，長期使用5-Aza的副作用大，細胞毒性強，且濃度過高會造成細胞大量死亡[2]。相比較而言，中藥作用溫和，安全性高[3]，且大量研究表明中藥能有效地促進BMSCs 增殖與定向分化，現(xiàn)將中藥在此方面的作用作一綜述。

1 黃芪

黃芪注射液是臨床用于治療心血管疾病的常用藥物，其主要藥理作用包括：良好的清除氧自由基和抗脂質(zhì)過氧化作用；減輕鈣超載；減輕白細胞聚集；維持內(nèi)皮細胞自穩(wěn)態(tài)等[4]。孫黎等[5]發(fā)現(xiàn)伴隨黃芪注射液濃度升高和作用時間延長，骨髓間充質(zhì)干細胞活性逐漸升高并出現(xiàn)類似神經(jīng)細胞形狀改變，提示黃芪不僅對細胞具有營養(yǎng)作用，且可以誘導(dǎo)骨髓間充質(zhì)干細胞分化。楊慶友等[6]利用黃芪含藥血清和5-Aza誘導(dǎo)大鼠BMSCs分化，發(fā)現(xiàn)誘導(dǎo)后細胞表達陽性的心肌肌鈣蛋白和結(jié)蛋白，并可表達心肌特異性肌球蛋白。唐新征等[7]發(fā)現(xiàn)用黃芪注射液和5-Aza在體外均能誘導(dǎo)BMSCs分化為心肌細胞，且經(jīng)黃芪注射液預(yù)處理的5-Aza誘導(dǎo)分化后的分化率明顯高于單純應(yīng)用黃芪或5-Aza的誘導(dǎo)。

黃芪甲苷為中藥黃芪的提取物，是黃芪的主要活性成分。孫敬和等[8]研究發(fā)現(xiàn)，在體外利用5-Aza誘導(dǎo)BMSCs 分化為心肌樣細胞的過程中，黃芪甲苷的聯(lián)合應(yīng)用可使5-Aza的最佳誘導(dǎo)濃度從10μmol/L 降至5μmol/L，而誘導(dǎo)效果不變。冼紹祥等[9]用黃芪甲苷聯(lián)合5-Aza誘導(dǎo)BMSCs后細胞呈梭形，有肌管出現(xiàn)，BMSCs 表面抗原CD44 表達陽性；免疫細胞化學(xué)和RT-PCR 結(jié)果顯示誘導(dǎo)后的BMSCs 可表達心肌特異性蛋白 Desmin 和cTnI及成熟心肌特異性蛋白α2MHC和β2MHC。endprint

2 丹參

丹參具有活血調(diào)經(jīng)，祛瘀止痛，涼血消癰，清心除煩，養(yǎng)血安神等作用。隋吉峰等[10]研究表明利用大耳白兔開胸結(jié)扎的方法建立心梗模型，造模后立即靜脈注射丹參和BMSCs，結(jié)果顯示干預(yù)4周后，丹參組、BMSCs組和丹參聯(lián)合BMSCs組心功能均有明顯改善，且丹參聯(lián)合BMSCs組效果明顯優(yōu)于其他兩組，提示丹參可促進BMSCs移植治療心肌梗死的作用，從而有效的改善心肌梗死兔的心功能。武重陽等[11] 采用復(fù)方丹參滴丸的含藥血清的第四代BMSCs在體外定向誘導(dǎo)，免疫細胞化學(xué)和原位雜交組織化學(xué)結(jié)果顯示誘導(dǎo)獲得的心肌樣細胞α輔肌動蛋白（α-Actinin）、Desmin及肌球蛋白重鏈（MHC）均表達強陽性。

3 人參

人參總皂貳是中藥人參的提取物，含有30 余種單體，既往的藥理研究證明人參總皂貳具有清除氧自由基，拮抗鈣離子通道，調(diào)整前列環(huán)素/血栓素A2（PGI2/TXA2）比值，抗心、腦缺血再灌注損傷等作用[12]。汪朝暉等[13]實驗表明BMSCs經(jīng)人參總皂苷聯(lián)合5-Aza誘導(dǎo)后可分化成類心肌細胞，免疫細胞化學(xué)和RT-PCR 檢側(cè)結(jié)果顯示其Desmin、cTnI和MHC均表達陽性，且陽性細胞呈梭形和成纖維細胞樣形態(tài)。

4 三七

三七皂苷為中藥三七的活性成分，三七皂苷除具有降血壓、擴張血管、抗心律失常等生理活性外，還具有抑制心肌缺血-再灌注損傷、鈣拮抗、減輕心肌損傷、對抗心肌肥大和心室重構(gòu)作用，以及抑制血管平滑肌細胞的增殖、血栓形成和動脈粥樣硬化及保護血管內(nèi)皮細胞等的藥理作用[14]。宋清等[15]試驗證實，三七皂苷Rg1預(yù)適應(yīng)對5-Aza誘導(dǎo)的大鼠骨髓基質(zhì)細胞具有刺激細胞內(nèi)鈣離子增加的作用，從而介導(dǎo)促增殖作用和心肌細胞電活動的產(chǎn)生。李志泉等[16] 采用三七總皂苷對第8代BMSCs進行體外心肌細胞誘導(dǎo)分化，結(jié)果顯示Desmin 、cTnI陽性，提示三七總皂苷能促進大鼠BMSCs體外增殖并可誘導(dǎo)BMSCs分化為心肌樣細胞。楊忠奇等[17]實驗結(jié)果與李志泉等結(jié)果類似，也證明用三七對第8代BMSCs進行體外心肌細胞誘導(dǎo)分化，RT-PCR顯示誘導(dǎo)后細胞轉(zhuǎn)錄肌球蛋白重鏈mRNA水平增加。

5 地黃低聚糖

地黃為玄參科地黃屬植物地黃的新鮮或干燥塊根，具有補腎滋陰養(yǎng)血功效。主要含環(huán)丙醚菇昔類、低聚糖等。地黃低聚糖（Rehmannia glutinosa oligsaccharides，RGOs）系從地黃中提取的低分子量多糖成分，由60%的四糖和20%的三糖為主要成分構(gòu)成。地黃低聚糖可以通過清除氧自由基明顯改善缺血心肌的功能，對實驗性心肌缺血和心肌梗死具有明顯的直接保護效應(yīng)[18]。王新華等[19]取大鼠的第8代BMSCs分組（RGOs組、5-Aza組、RGOs聯(lián)合5-Aza組、空白組）誘導(dǎo)4周，免疫熒光結(jié)果顯示 RGOs聯(lián)合 5-Aza 組cTnI 、間隙連接蛋白Cx 43 熒光強度較RGOs 組和5-Aza 組增高。Western blotting結(jié)果顯示除空白組外，其余各組均出現(xiàn)cTnI和Cx43陽性條帶，且RGOs聯(lián)合 5-Aza 組cTnI 和縫隙連接蛋白43（Cx43） 表達高于單純RGOs 組或5-Aza 組。說明地黃低聚糖對BMSCs向心肌細胞誘導(dǎo)分化具有促進作用。

6 淫羊藿苷

淫羊藿苷（ICA）是淫羊藿主要活性成分，ICA藥理活性主要表現(xiàn)在增強機體免疫力、改善心血管系統(tǒng)功能，減輕心臟負荷，使左心室心排血量增加，增加外周器官灌注[20]。謝玲玲[21]通過檢測經(jīng)ICA誘導(dǎo)后BMSCs α-MHC、β-MHC等基因和Desmin、cTnT、血管內(nèi)皮生長因子、堿性成纖維細胞生長因子的表達，發(fā)現(xiàn)ICA能促進BMSCs的增殖和心肌細胞樣誘導(dǎo)分化。劉韶英[22]用MTT法檢測不同濃度ICA和5-Aza對BMSCs增殖的影響，結(jié)果顯示單獨使用淫羊藿苷能促進BMSCs增殖且以80μg/L為最佳濃度，羊藿苷能協(xié)同5-Aza誘導(dǎo)BMSCs向心肌細胞分化，為促進BMSCs向心肌細胞分化提供更好的條件。

綜上所述，中藥在BMSCs的增殖、定向分化方面具有促進作用，不僅可直接作用于體內(nèi)的BMSCs，促進其增殖、分化，還可影響其微環(huán)境，促進其功能的建立與存活 [23]。充分說明中藥干預(yù)誘導(dǎo)BMSCs分化為心肌細胞的作用機制，為中醫(yī)藥治療心肌梗死提供新的理論依據(jù)。

7 存在的問題及展望

近年來雖然在BMSCs的分化研究中取得了一定的進展。但是仍受許多因素的影響，比如：如何提高誘導(dǎo)分化率、獲得高濃度的BMSCs、提高分化后心肌細胞的存活率、在體內(nèi)如何靶向移植等仍需進一步的研究。中藥具有臨床應(yīng)用安全性和長期有效性的特點[24]，是很好的潛在誘導(dǎo)藥物資源，其干預(yù)BMSCs向心肌細胞誘導(dǎo)分化的研究雖然還不夠完善，但已顯示出一定的效果。因此，進一步探索中醫(yī)藥對BMSCs的增殖、定向分化在細胞分子水平調(diào)控方面的作用機制，篩選出有效的中藥誘導(dǎo)分化劑，都有可能為中藥治療心血管疾病開辟新途徑，具有重要的現(xiàn)實意義。

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（收稿日期：2013-11-08）endprint