粒细胞集落刺激因子改善急性心肌梗死模型大鼠的心肌纤维化

doi:10.12307/2022.119

中国组织工程研究 ›› 2022, Vol. 26 ›› Issue (5): 730-735.doi: 10.12307/2022.119

• 组织构建实验造模 experimental modeling in tissue construction • 上一篇下一篇

粒细胞集落刺激因子改善急性心肌梗死模型大鼠的心肌纤维化

殷婷婷1，杜大勇2，蒋知新2，柳杨2，刘奇林1，李运田1，2

1南方医科大学第二临床医学院，广东省广州市 510000；2中国人民解放军第305 医院心脏中心，北京市 100000

收稿日期:2021-02-25 修回日期:2021-02-27 接受日期:2021-04-12 出版日期:2022-02-18 发布日期:2021-11-02
通讯作者: 李运田，博士，主任医师，南方医科大学第二临床医学院，广东省广州市 510000；中国人民解放军第305 医院心脏中心，北京市 100000
作者简介:殷婷婷，女，1993年生，湖北省黄冈市人，汉族，2021年南方医科大学毕业，硕士，主要从事冠心病、心肌纤维化方面的研究。
基金资助:
全军冠心病诊疗中心建设资助项目(09GXB)，项目负责人：李运田；国家自然科学基金资助项目(30971235)，项目参与人：蒋知新

Granulocyte colony-stimulating factors improve myocardial fibrosis in rats with myocardial infarction

Yin Tingting1, Du Dayong2, Jiang Zhixin2, Liu Yang2, Liu Qilin1, Li Yuntian1, 2

1The Second School of Clinical Medicine, Southern Medical University, Guangzhou 510000, Guangdong Province, China; 2The 305th Hospital of Chinese PLA, Beijing 100000, China

Received:2021-02-25 Revised:2021-02-27 Accepted:2021-04-12 Online:2022-02-18 Published:2021-11-02
Contact: Li Yuntian, MD, Chief physician, The Second School of Clinical Medicine, Southern Medical University, Guangzhou 510000, Guangdong Province, China; The 305th Hospital of Chinese PLA, Beijing 100000, China
About author:Yin Tingting, Master, The Second School of Clinical Medicine, Southern Medical University, Guangzhou 510000, Guangdong Province, China
Supported by:
the Military Coronary Heart Disease Diagnosis and Treatment Center Construction Project, No. 09GXB (to LYT); the National Natural Science Foundation of China, No. 30971235 (to JZX [project participant])

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：
心肌纤维化：是心肌重构的主要表现之一，是多种疾病过程的共同病理结果，通常表现为心脏组织中心肌成纤维细胞的病理性增多和心肌细胞外基质的异常沉积，从而导致心肌室壁僵硬度增加，顺应性降低，心脏功能减退，最后出现充血性心力衰竭。
粒细胞集落刺激因子：是一种作用于中性粒细胞系造血细胞增殖、分化和活化的糖蛋白，临床主要用于预防和治疗肿瘤放疗或化疗后引起的血液性疾病。近年来由于其可以减少胶原纤维的生成，有效改善心肌纤维化，在心血管病领域备受关注。

背景：粒细胞集落刺激因子作为一种强效干细胞动员剂，在心肌梗死早期使用可以动员骨髓间充质干细胞至心肌梗死缺血区，调控细胞外基质代谢，抑制心肌纤维化。
目的：观察粒细胞集落刺激因子对急性心肌梗死大鼠心肌纤维化的影响。
方法：冠状动脉结扎法建立大鼠急性心肌梗死模型，建模成功的大鼠随机分为模型对照组及治疗组(n=7)，另外取7只大鼠仅穿线，不结扎，作为空白对照组。治疗组于建模后24 h皮下注射粒细胞集落刺激因子[50 μg/(kg•d)]，模型对照组和空白对照组均于相同部位注射相应体积生理盐水，1 次/d，共5 d。4 周后，苏木精-伊红染色观察心肌组织形态学变化，Masson 染色计算胶原容积分数，ELISA法检测血清Ⅰ型前胶原羧基端肽和Ⅲ型前胶原氨基端肽含量，免疫组织化学法和蛋白免疫印迹法(Western blot)检测大鼠心肌梗死边缘区基质金属蛋白酶诱导剂CD147及基质金属蛋白酶2、基质金属蛋白酶抑制剂2蛋白表达水平。
结果与结论：①4 周后，与空白对照组相比，模型对照组胶原容积分数明显增加(P < 0.001)，CD147、基质金属蛋白酶2蛋白水平明显升高 (P < 0.001)，基质金属蛋白酶抑制剂2蛋白水平明显降低；②与模型对照组相比，治疗组胶原容积分数明显降低(P < 0.001)，CD147、基质金属蛋白酶2蛋白水平明显降低(P < 0.001)，基质金属蛋白酶抑制剂2蛋白水平明显增加(P < 0.001)；③与空白对照组相比，模型对照组的Ⅰ型前胶原羧基端肽、Ⅲ型前胶原氨基端肽表达水平明显增加(P < 0.001)；与模型对照组相比，治疗组的Ⅰ型前胶原羧基端肽、Ⅲ型前胶原氨基端肽表达水平明显降低(P < 0.001)；④提示粒细胞集落刺激因子可改善急性心肌梗死大鼠心肌纤维化，可能是通过下调CD147蛋白的表达水平，直接或间接调控基质金属蛋白酶2/基质金属蛋白酶抑制剂2比例平衡、改善细胞外基质代谢、抑制胶原沉积从而发挥作用。
缩略语：粒细胞集落刺激因子：granulocyte colony-stimulating factor，G-CSF；Ⅰ型前胶原羧基端肽：type I procollagen carboxyl terminal peptide，PⅠCP；Ⅲ型前胶原氨基端肽：type Ⅲ procollagen amino terminal peptide，PⅢNP

https://orcid.org/0000-0002-5837-9784 (殷婷婷)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

关键词: 心肌梗死, 心肌纤维化, 粒细胞集落刺激因子, CD147, 基质金属蛋白酶2, 基质金属蛋白酶抑制剂2

Abstract: BACKGROUND: As a powerful stem cell mobilization agent, granulocyte colony-stimulating factor can mobilize bone marrow mesenchymal stem cells to the ischemic area in the early stage of myocardial infarction, regulate extracellular matrix metabolism and inhibit myocardial fibrosis in the early stage of myocardial infarction.
OBJECTIVE: To observe the effect of granulocyte colony-stimulating factor on myocardial fibrosis in rats with acute myocardial infarction.
METHODS: Animal models of acute myocardial infarction were established in rats by coronary artery ligation. After successful modeling, the rats were randomly divided into two groups: model group (n=7) and treatment group (n=7). Another seven rats were randomly selected as blank control group without ligation. At 24 hours after modeling, the treatment group was subcutaneously injected with granulocyte colony-stimulating factor (50 μg/kg/d). Both the model group and the blank control group were injected with the corresponding volume of normal saline at the same site, once a day for 5 days. After 4 weeks, the morphological changes of myocardial tissue were observed by hematoxylin-eosin staining, and the collagen volume fraction was calculated by Masson staining. The levels of serum type I procollagen carboxyl terminal peptide and type III procollagen N-terminal peptide were detected by ELISA assay. The protein expressions of matrix metalloproteinase inducer (CD147), matrix metalloproteinase 2 and matrix metalloproteinase inhibitor 2 in the marginal zone of myocardial infarction were detected by immunohistochemistry and western blot.
RESULTS AND CONCLUSION: After 4 weeks, the volume fraction of collagen was significantly higher in the model group than in the blank control group (P < 0.001), the protein levels of CD147 and matrix metalloproteinase 2 were significantly increased (P < 0.001), and the level of matrix metalloproteinase inhibitor 2 protein was significantly decreased. Compared with the model group, the collagen volume fraction in the treatment group decreased significantly (P < 0.001), the protein levels of CD147 and matrix metalloproteinase 2 decreased (P < 0.001), and the level of matrix metalloproteinase inhibitor 2 protein increased significantly (P < 0.001). Compared with the blank control group, the expression levels of serum type I procollagen carboxyl terminal peptide and type III procollagen N-terminal peptide significantly increased in the treatment group (P < 0.001). Compared with the model group, the expression levels of serum type I procollagen carboxyl terminal peptide and type III procollagen N-terminal peptide reduced significantly in the treatment group (P < 0.001). To conclude, granulocyte colony-stimulating factor can improve myocardial fibrosis in rats with acute myocardial infarction, probably by down-regulating the expression of CD147 protein, directly or indirectly regulating the balance of matrix metalloproteinase 2/matrix metalloproteinase inhibitor 2 ratio, improving extracellular matrix metabolism and inhibiting collagen deposition.

Key words: myocardial infarction, myocardial fibrosis, granulocyte colony-stimulating factor, CD147, matrix metalloproteinase 2, matrix metalloproteinase inhibitor 2

中图分类号:

殷婷婷, 杜大勇, 蒋知新, 柳杨, 刘奇林, 李运田. 粒细胞集落刺激因子改善急性心肌梗死模型大鼠的心肌纤维化[J]. 中国组织工程研究, 2022, 26(5): 730-735.

Yin Tingting, Du Dayong, Jiang Zhixin, Liu Yang, Liu Qilin, Li Yuntian. Granulocyte colony-stimulating factors improve myocardial fibrosis in rats with myocardial infarction[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2022, 26(5): 730-735.

图/表（结果） 7

2.1 实验动物数量分析实验选用大鼠27只，分为3组，造模成功的大鼠有14只，成模率为70%。
2.2 各组大鼠苏木精-伊红染色情况空白对照组心肌细胞排列规整，心肌肌束完整，染色均一，心肌间质无或少量的炎性细胞浸润；模型对照组心肌细胞排列紊乱，坏死心肌细胞被大量松散的纤维结缔组织替代，大量的单核巨噬细胞、淋巴细胞、浆细胞聚集浸润；治疗组与模型对照组相比，心肌细胞排列相对规整，纤维结缔组织增生情况明显减少，炎症细胞散在分布，见图1A。
2.3 各组大鼠Masson染色及胶原容积分数情况显微镜下红染的是正常心肌，蓝染的是胶原纤维组织，见图1B。空白对照组以整齐排列的红染心肌细胞为主，仅有少量的蓝染胶原纤维分布于部分血管周围；与空白对照组相比，模型对照组的胶原纤维显著增多(P < 0.001)，分布于梗死区延伸至梗死边缘区；治疗组的胶原纤维含量则较模型对照组显著减少(P < 0.001)，见图2。

2.4 各组大鼠免疫组化及平均吸光度情况显微镜下目标蛋白呈黄色或棕褐色，CD147、基质金属蛋白酶2、基质金属蛋白酶抑制剂2主要分布于梗死周围区心肌细胞的细胞质中，巨噬细胞周围有少量表达。与空白对照组相比，模型对照组CD147、基质金属蛋白酶2阳性信号增强，基质金属蛋白酶抑制剂2阳性信号显著减弱，经G-CSF治疗后CD147、基质金属蛋白酶2阳性信号减弱，基质金属蛋白酶抑制剂2阳性信号显著增强，见图3。

经Image Pro Plus软件分析计算，模型对照组CD147和基质金属蛋白酶2的平均吸光度明显增加；而治疗组CD147和基质金属蛋白酶2的平均吸光度明显降低。模型对照组基质金属蛋白酶抑制剂2平均吸光度显著降低，而治疗组显著升高(P < 0.001)，见图4。

2.5 G-CSF对各组大鼠血清PⅠCP、PⅢNP的影响与空白对照组相比，模型对照组的PⅠCP、PⅢNP表达水平显著增加(P < 0.001)；与模型对照组相比，治疗组的PⅠCP、PⅢNP表达水平显著降低(P < 0.001)，见图5。

2.6 G-CSF对各组大鼠心肌CD147、基质金属蛋白酶2、基质金属蛋白酶抑制剂2蛋白表达水平及基质金属蛋白酶2/基质金属蛋白酶抑制剂2比例的影响与空白对照组相比，模型对照组心肌CD147、基质金属蛋白酶2蛋白表达水平显著增加，基质金属蛋白酶抑制剂2蛋白表达水平显著降低(P < 0.001)，因此模型对照组心肌基质金属蛋白酶2/基质金属蛋白酶抑制剂2的比例显著升高，见图6。

与模型对照组相比，治疗组心肌组织CD147、基质金属蛋白酶2蛋白表达水平显著下降，基质金属蛋白酶抑制剂2蛋白表达水平显著增加，基质金属蛋白酶2/基质金属蛋白酶抑制剂2的比例显著降低(P < 0.001)，表明在急性心肌梗死后存在基质金属蛋白酶2/基质金属蛋白酶抑制剂2比例的失衡，可能与CD147/基质金属蛋白酶2信号通路激活相关。
2.7 心肌各蛋白指标与胶原容积分数的相关性 CD147、基质金属蛋白酶2、基质金属蛋白酶2/基质金属蛋白酶抑制剂2与胶原容积分数成正相关(r=0.8，0.8，0.9，P < 0.05)，基质金属蛋白酶抑制剂2与胶原容积分数成负相关(r=-0.9， P < 0.05)；CD147与基质金属蛋白酶2、基质金属蛋白酶2/基质金属蛋白酶抑制剂2成正相关(r=0.8，0.7，P < 0.05)。这些数据表明，CD147是基质金属蛋白酶2的上游刺激因子，可通过上调基质金属蛋白酶2含量，增加基质金属蛋白酶2/基质金属蛋白酶抑制剂2比值，加剧心肌纤维化，见图7。

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引言

材料方法

1.1 设计随机对照动物实验，各组样本均数比较采用 One-Way-ANOVA法，两变量相关性采用Pearson分析。
1.2 时间及地点于2018年9月至2020年11月在北京中医药大学东直门医院动物实验室完成。
1.3 材料
1.3.1 实验动物清洁级雄性Wistar大鼠，8周龄，体质量180-200 g，均来源于维通利华实验动物技术有限公司，合格证号：SCXK2016-0011。所有动物分笼饲养于SPF级恒温(25 ℃)动物房，明暗交替(12 h/12 h)，正常饮食水。
1.3.2 主要试剂与仪器重组人粒细胞集落刺激因子(批号：20180625，北京双鹭药业股份有限公司)；戊巴比妥钠(货号：020919，北京化学试剂公司)；大鼠血清Ⅰ型前胶原羧基端肽(type I procollagen carboxyl terminal peptide，PⅠCP)和Ⅲ型前胶原氨基端肽(type Ⅲ procollagen amino terminal peptide，PⅢNP)ELISA试剂盒(货号：YX-160919R，YX-160909R，上海优选生物科技有限公司)；小鼠单抗β-actin(货号：BM0627，武汉博士德生物工程有限公司)；兔多抗CD147(货号：Lot#QC30699，ANIVA SYSTEMS BIOLOGY)；基质金属蛋白酶2(货号：10373-2-AP、武汉三鹰)；基质金属蛋白酶抑制剂2(货号：A16439，abclonal)；HRP标记羊抗小鼠二抗、羊抗兔二抗(货号：BA1051，BA1054，武汉博士德生物工程有限公司)；RIPA 裂解液、BCA试剂盒(货号：P0013B，P0011，上海碧云天生物技术研究所)等。酶标仪(型号：mμlISKANMK3，Thermo公司)；蛋白电泳仪电源、垂直电泳槽、电转仪(型号：DYY-7C，DYCZ-24DN，DYCZ-40，北京六一仪器厂)；小动物呼吸机(型号：ALC-V8S，上海奥尔科特生物科技有限公司)；多道自动分析心电图机(型号：FX-7202，北京福田电子医疗仪器有限公司)；离心机(型号：HI650，湖南湘仪实验室仪器开发有限公司)。
1.4 实验方法
1.4.1 动物模型制备参照文献[10]，Wistar大鼠称质量后以1%戊巴比妥钠(40 mg/kg)腹腔注射麻醉，气管插管后开胸，于左心耳与肺动脉圆锥之间的下缘1.0-1.5 mm处进行冠脉结扎，结扎成功后可见左室前壁心肌颜色立即由鲜红色变成苍白色，清理胸腔后关闭胸腔，逐层缝合。以术后24 h大鼠心电图见Ⅰ、avL肢体导联和V1-V6导联出现不少于5个病理性Q波为造模成功标志。另取7只Wistar大鼠设为空白对照组，平行操作，但仅穿线不结扎。
1.4.2 大鼠分组及药物处理将14只造模成功的Wistar大鼠按随机数字表法分为模型对照组(n=7)和治疗组(n=7)；治疗组给予G-CSF[50 μg/(kg•d)]皮下注射[11]，模型对照组和空白对照组给予等体积的生理盐水皮下注射，术后24 h开始给药，1次/d，连续5 d，继续正常喂养4周后处死。

1.4.3 标本收集及大鼠病理学分析末次给药 28 d后，各组大鼠1%戊巴比妥钠(40 mg/kg)腹腔注射麻醉后，采用腹主动脉采血法处死大鼠，摘取心脏，放入4 ℃冰生理盐水中浸泡(3次)，无菌医用纱布吸去水分，在心脏最大横径部位小心切开心脏，将心底侧心脏组织置于40 g/L的多聚甲醛中固定24 h，随后进行组织脱水、透明、浸蜡、包埋等实验过程，制成组织蜡块。心尖侧心脏组织剪去室间隔和右心室后装入冻存管中，置于液氮中保存备用。
将组织蜡块切成5 µm厚的切片，分别进行苏木精-伊红染色和Masson三色染色。在BX53显微镜下，使用数码相机对切片进行数字化处理；通过Image J软件对采集的图像进行定量分析。心肌纤维化的程度由胶原容积分数表示，即(胶原纤维面积/视野下组织总面积)×100%。
1.4.4 免疫组织化学观察CD147、基质金属蛋白酶2和基质金属蛋白酶抑制剂2的表达情况首先将石蜡切片依次实施脱蜡、复水、抗原修复、内源酶灭活、血清封闭等步骤，接着在切片上滴加一抗CD147、基质金属蛋白酶2、基质金属蛋白酶抑制剂2，4 ℃过夜，PBS冲洗切片后滴加辣根过氧化物酶标记的二抗，37 ℃下孵育30 min。然后用新鲜的DAB染色液进行染色，棕黄色或棕褐色为阳性信号。显微镜下在梗死边缘区随机抓取5个视野，并用Image Pro Plus软件定量分析平均吸光度值。
1.4.5 Western blot分析检测梗死边缘区心肌组织中CD147、基质金属蛋白酶2和基质金属蛋白酶抑制剂2的蛋白表达水平 BCA法测定每个心肌样品的总蛋白浓度，配制12%的分离胶和5%的浓缩胶，进行十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳，将目的蛋白质转移到聚偏二氟乙烯膜上；之后将PVDF膜浸泡在含5% 脱脂奶粉的TBST中封闭1 h，并与稀释的一抗充分接触4 ℃过夜；此次研究中一抗稀释浓度为1∶100；PVDF膜洗涤3遍后浸泡于辣根过氧化物酶标记的二抗孵育液中(1∶5 000稀释)2 h；最后使用ECL试剂显色显影，Image J 软件定量分析目的蛋白相对表达量，即目的蛋白灰度值/β-actin灰度值，β-actin作为内部对照。该实验操作重复3次。
1.4.6 酶联免疫吸附测定大鼠腹主动脉血液静置30 min，在4 ℃、3 000 r/min的条件下离心10 min，留取上清液于EP管中-20 ℃保存备用。严格按照试剂盒的说明进行操作，检测血清PⅠCP与PⅢNP表达水平。酶标仪中在450 nm处测定标准品孔和样本孔的吸光度，根据标准品孔的浓度与对应吸光度值绘制标准曲线，然后由标准曲线计算样品质量浓度，均以μg/L表示。
1.5 主要观察指标检测时间均为末次给药28 d取材后，检测指标包括：①各组大鼠心肌组织形态学变化；②各组大鼠胶原分布情况及胶原容积分数；③各组大鼠血清PⅠCP、PⅢNP质量浓度；④各组大鼠心肌梗死边缘区CD147、基质金属蛋白酶2、基质金属蛋白酶抑制剂2蛋白表达水平。
1.6 统计学分析所有数据均以x±s表示，用Excel软件和SPSS 22.0软件进行统计和分析，各组样本均数比较采用One-Way-ANOVA法，方差不齐时采用Dunnett’s T3法，方差齐时采用Bonferroni法进行比较；两变量相关性分析采用Pearson法，P < 0.05表示差异有显著性意义。

讨论

心肌纤维化是心肌梗死后主要的病理过程，其病理特征主要表现为心肌间质成纤维细胞增殖和胶原纤维过度沉积[12-13]。在心肌梗死早期梗死区发生修复性纤维化可减少梗死区的扩张，防止心室壁破裂，而后期过度的心肌纤维化则会影响心功能，最终导致难治性心力衰竭[14]。在此次研究中，通过结扎大鼠冠状动脉建立了大鼠急性心肌梗死引起心肌纤维化模型，Masson三色染色显示模型对照组大鼠的胶原纤维大量沉积并交织成网，胶原容积分数也显著升高。
针对心肌梗死后心肌纤维化的多种防治手段已开始应用于临床，如药物治疗、介入治疗及外科手术治疗，但效果不佳，因此寻求一种简便、创伤小的治疗方法至关重要。有实验研究表明，给心肌梗死大鼠连续5 d皮下注射重组人粒细胞集落刺激因子[50 μg/(kg•d)]，可以降低胶原蛋白沉积率、改善心肌纤维化、提高心肌梗死大鼠存活率，这与G-CSF成功动员骨髓间充质干细胞进入外周血液并迁移至缺血坏死区密切相关[11]。G-CSF是一种强有力的骨髓干细胞刺激因子，可将骨髓中造血干细胞、内皮祖细胞、间充质干细胞动员至外周血，使外周血中干细胞含量增加数十倍甚至数百倍[15]。在心肌梗死后，这些骨髓干细胞会在心肌受损信号的作用下“归巢”至心肌缺血损伤区，其中以骨髓间充质干细胞为主要细胞[16]。骨髓间充质干细胞在早期研究中被证明可以在心肌缺血区直接分化为心肌细胞、血管内皮细胞发挥修复作用[11]，但这种直接分化作用存在很大的争议[17]。目前大多数学者都比较认同的是骨髓间充质干细胞在心肌缺血坏死部位发挥了旁分泌作用，从而抑制心肌细胞凋亡、促进微血管再生、调节胶原蛋白含量，达到了改善心室重塑提高心功能的效果[18-19]。此次研究通过皮下注射G-CSF干预心肌纤维化大鼠发现，心肌梗死周围区胶原纤维沉积减少，心肌结构得以改善；对大鼠血清PⅠCP、PⅢNP的检测发现，经G-CSF治疗后的大鼠PⅠCP、PⅢNP较模型对照组显著降低，血清PⅠCP、PⅢNP是公认的胶原合成标志物，可间接反映心肌纤维化程度，实验进一步表明G-CSF可以抑制胶原纤维的增生，延缓心肌纤维化的进展，这与之前的研究相符[11，20]。
心肌纤维化是胶原蛋白降解不足、合成过度的综合结果。基质金属蛋白酶是细胞外基质的主要调节因子，能优先降解变性的胶原[21]，使心肌中多种蛋白异常降解，过度表达的基质金属蛋白酶还能促进缺乏连接结构的胶原沉积在正常的心脏间质结构中[22]，进而导致心肌纤维化。基质金属蛋白酶抑制剂是基质金属蛋白酶内源性抑制剂，可抑制基质金属蛋白酶活化、与底物结合发挥作用，通常二者处于动态平衡状态，在维持胶原蛋白代谢过程中发挥关键作用。基质金属蛋白酶抑制剂2是基质金属蛋白酶2的内源性特异性抑制剂，因此两者的比值是评估心肌纤维化的重要指标。研究表明，基质金属蛋白酶2在心肌梗死后迅速上调，打破基质金属蛋白酶/基质金属蛋白酶抑制剂动态平衡，加速胶原代谢，促进心肌纤维化[23]。基质金属蛋白酶2的抑制与基因敲除则可以延缓心肌纤维化过程[24-25]。此次研究发现，心肌梗死后大鼠心肌基质金属蛋白酶2蛋白表达显著升高，基质金属蛋白酶抑制剂2显著降低，基质金属蛋白酶2/基质金属蛋白酶抑制剂2比例显著升高，胶原纤维增生显著；G-CSF治疗组基质金属蛋白酶2蛋白表达显著降低，基质金属蛋白酶抑制剂2显著升高，基质金属蛋白酶2/基质金属蛋白酶抑制剂2比例也呈下降趋势，心肌纤维化得到显著抑制。CD147是一类单次跨膜糖蛋白，在上皮-基质相互作用中可以诱导基质金属蛋白酶2合成与分泌，并与基质金属蛋白酶2在成纤维细胞中具有共定位特性[26-28]。近来有研究表明，心肌梗死后，缺血心脏合成释放大量含有CD147的微小囊泡，CD147诱导基质金属蛋白酶产生参与细胞外基质代谢，加剧心肌纤维化[29-30]。CD147在心肌纤维化中，不仅可以诱导基质金属蛋白酶参与细胞外基质重塑，还可以诱导活化成纤维细胞[31]，使胶原纤维沉积加重心肌纤维化。骨髓间充质干细胞的旁分泌因子转化生长因子β是CD147的上游刺激因子，可通过转化生长因子β/Samd、转化生长因子β/TAK1等通路，促进胶原增生和纤维化发展[32-33]。已有研究表明G-CSF可以通过抑制转化生长因子β表达含量对抗心肌纤维化[34-35]，而目前对于G-CSF抑制急性心肌梗死后心肌纤维化是否与CD147有关的研究尚少。
此次研究发现，心肌梗死后大鼠心肌CD147蛋白表达量明显升高(P < 0.001)；经G-CSF治疗后，CD147蛋白表达显著降低(P < 0.001)。在相关性分析中，CD147、基质金属蛋白酶2、基质金属蛋白酶2/基质金属蛋白酶抑制剂2与胶原容积分数成正相关，基质金属蛋白酶抑制剂2与胶原容积分数成负相关。上述结果表明，给予G-CSF后，心肌梗死大鼠基质金属蛋白酶/基质金属蛋白酶抑制剂比例失调得以改善，提示G-CSF可能通过降低CD147、基质金属蛋白酶2蛋白表达，促进基质金属蛋白酶抑制剂2蛋白表达，改善基质金属蛋白酶/TIMPs比例失调，调节胶原代谢，抑制心肌纤维化。
根据此次研究结果可以推测，G-CSF可能通过CD147/基质金属蛋白酶2信号通路及上调基质金属蛋白酶抑制剂2来调节细胞外基质，改善心肌梗死后心肌纤维化，但为了全面了解G-CSF对心肌梗死后心肌纤维化的影响，仍有必要进一步探讨G-CSF对心肌纤维化其他信号通路的作用机制。
综上所述，G-CSF治疗大鼠心肌梗死具有抗心肌纤维化作用，其机制可能与下调CD147、上调基质金属蛋白酶抑制剂2、抑制CD147/基质金属蛋白酶2信号通路有关。此次研究可为临床应用G-CSF治疗心肌梗死后心肌纤维化提供更多的理论依据。中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

粒细胞集落刺激因子改善急性心肌梗死模型大鼠的心肌纤维化

Granulocyte colony-stimulating factors improve myocardial fibrosis in rats with myocardial infarction

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