人脐带间充质干细胞肌肉注射健康大鼠心肌组织微血管及胶原纤维的表达

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2016.28.003

中国组织工程研究 ›› 2016, Vol. 20 ›› Issue (28): 4123-4129.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2016.28.003

• 脐带脐血干细胞 umbilical cord blood stem cells • 上一篇下一篇

人脐带间充质干细胞肌肉注射健康大鼠心肌组织微血管及胶原纤维的表达

郭玉秀^1，2，王思平^1，3，张文祥^1，4，毛成刚¹，高宏⁵，李自普¹

1青岛大学附属医院，山东省青岛市 266003
2潍坊市妇幼保健院，山东省潍坊市 261000
3滕州市人民医院儿科，山东省滕州市 277500
4青岛市妇女儿童医学中心，山东省青岛市 266000
5青岛奥克生物开发有限公司，山东省青岛市 266000

修回日期:2016-05-10 出版日期:2016-07-01 发布日期:2016-07-01
通讯作者: 李自普，博士，教授，博士生导师，青岛大学附属医院，山东省青岛市 266003
作者简介:郭玉秀，女，1986年生，山东省高密市人，汉族，2013年青岛大学医学院毕业，硕士，医师，主要从事儿童心血管疾病方面的研究。
基金资助:
青岛市公共领域科技支撑计划项目[11-2-3-1-(4)-nsh]

Effects of human umbilical cord mesenchymal stem cells via intramuscular injection on the myocardial micrangium and collagen expression in normal rats

Guo Yu-xiu^{1, 2}, Wang Si-ping^{1, 3}, Zhang Wen-xiang^{1, 4}, Mao Cheng-gang¹, Gao Hong⁵, Li Zi-pu¹

1Affiliated Hospital of Qingdao University, Qingdao 266003, Shandong Province, China
2Weifang Maternity and Child Hospital, Weifang 261000, Shandong Province, China
3Department of Pediatrics, People’s Hospital of Tengzhou, Tengzhou 277500, Shandong Province, China
4Qingdao Women and Children’s Medical Center, Qingdao 266000, Shandong Province, China
5Qingdao Aoke Biological Development Co., Ltd., Qingdao 266000, Shandong Province, China

Revised:2016-05-10 Online:2016-07-01 Published:2016-07-01
Contact: Li Zi-pu, M.D., Professor, Doctoral supervisor, Affiliated Hospital of Qingdao University, Qingdao 266003, Shandong Province, China
About author:Guo Yu-xiu, Master, Physician, Affiliated Hospital of Qingdao University, Qingdao 266003, Shandong Province, China; Weifang Maternity and Child Hospital, Weifang 261000, Shandong Province, China
Supported by:
the Public Technology Support Program of Qingdao City, No. 11-2-3-1-(4)-nsh

摘要/Abstract

摘要：

文章快速阅读：

文题释义：
CD34：是微血管内皮细胞特异性标记物，免疫组织化学染色阳性微血管呈棕黄色，与周围组织界限清晰，便于识别，并能较好地区分大血管与微血管。
脐带间充质干细胞：来源于脐带羊膜上皮和脐血管之间或脐血管之间的结缔组织基质，来源丰富，取材方便，无道德伦理问题，在不同诱导条件下向心肌细胞、成软骨细胞、成骨细胞、平滑肌细胞、脂肪细胞、神经细胞、骨骼肌细胞、血管内皮细胞等方向分化，具有增殖能力强、低免疫原性、免疫调节等优点。

摘要
背景：目前关于肌肉注射脐带间充质干细胞能否引起心脏异位病理性血管形成及是否增加胶原纤维合成促进心肌纤维化尚不明确。
目的：探讨肌肉注射人脐带间充质干细胞对健康Wistar大鼠心肌组织微血管及胶原纤维合成的影响。
方法：健康雄性Wistar大鼠60只，随机分为正常组、培养液组、上清液组、低剂量组、中剂量组、高剂量组6组，每组10只；各组于饲养第2周分别在大鼠四肢肌肉内注射PBS(人脐带间充质干细胞悬浮液)、DMEM液(人脐带间充质干细胞培养液)、人脐带间充质干细胞培养的上清液、人脐带间充质干细胞0.25×10⁵个、人脐带间充质干细胞1.0×10⁵个和人脐带间充质干细胞4.0×10⁵个。肌肉注射4周后再次注射1次，剂量和部位同上。于第2次肌肉注射后4周处死大鼠，取左心室肌制作病理切片，免疫组织化学法检测大鼠心肌微血管密度，Masson染色法检测心肌组织胶原纤维的表达。
结果与结论：①实验期间大鼠反应灵敏，活动、饮食正常，尿便正常，体质量增长良好，毛发色泽正常，未出现懒动、姿势运动异常等改变，注射部位无脱毛、红肿、溃疡、硬结形成等，各组大鼠均未见死亡；②CD34染色显示各组心肌组织微血管均呈强阳性表达；③Masson染色显示各组心肌组织胶原纤维均呈阳性表达；④各组间微血管密度及胶原纤维表达差异无显著性意义(F=0.110和0.585，P > 0.05)；⑤结果表明，肌肉注射人脐带间充质干细胞及其培养上清液对健康大鼠心肌组织微血管及胶原纤维表达无明显影响。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程

ORCID:0000-0003-4067-5347(李自普)

关键词: 干细胞, 脐带脐血干细胞, 脐带间充质干细胞, 微血管, 胶原纤维, 肌肉注射, 大鼠

Abstract:

BACKGROUND: To date, it is still unclear whether the intramuscular injection of heterogeneous umbilical cord mesenchymal stem cells (UC-MSC) can cause cardiac ectopic pathological angiogenesis as well as increase collagen synthesis to promote myocardial fibrosis.
OBJECTIVE: To explore the effects of intramuscular injection of human UC-MSCs on myocardial micrangium and collagen expression in normal Wistar rats.
METHODS: After 2 weeks of feeding, 60 male SPF Wistar rats were randomly assigned to receive intramuscular injection of PBS (normal group), DMEM (culture medium group), human UC-MSCs supernatant (supernatant group), 0.25×10⁵, 1.0×10⁵, 4.0×10⁵ human UC-MSCs (low-, moderate- and high-dose groups), respectively (n=10 per group). All the rats were subjected to second injection (same dose) at 4 weeks after first intramuscular injection. Then, the rats were killed under anesthesia at 4 weeks after second injection, to take heart tissues from the left ventricle for pathological observation, immunohistochemical examination and Masson staining.
RESULTS AND CONCLUSION: No alteration of the response, activity, victualage, faeces, weight growth, and fur was found, and there was no death in rats during the experiment. All the rats had no symptoms of molt, inflammation, skin ulcer, scleroma. Strong positive expression of CD34 for the micrangium in the myocardial tissue was observed, and positive expression of the collagen in the myocardial tissue observed by Masson staining. There were no significant differences in the microvessel density and collagen expression in the myocardium among the groups (F=0.110 and 0.585, P > 0.05). To conclude, hUC-MSCs or its supernatant via intramuscular injection has no effect on the micrangium and collagen expression in normal rats.

Key words: Umbilical Cord, Mesenchymal Stem Cell Transplantation, Injections, Intramuscular, Microvessels, Tissue Engineering

中图分类号:

R394.2

郭玉秀，王思平，张文祥，毛成刚，高宏，李自普. 人脐带间充质干细胞肌肉注射健康大鼠心肌组织微血管及胶原纤维的表达[J]. 中国组织工程研究, 2016, 20(28): 4123-4129.

Guo Yu-xiu, Wang Si-ping, Zhang Wen-xiang, Mao Cheng-gang, Gao Hong, Li Zi-pu. Effects of human umbilical cord mesenchymal stem cells via intramuscular injection on the myocardial micrangium and collagen expression in normal rats[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2016, 20(28): 4123-4129.

图/表（结果） 1

参考文献

[1] Hsieh JY, Wang HW, Chang SJ, et al. Mesenchymal stem cells from human umbilical cord express preferentially secreted factors related to neuroprotection, neurogenesis, and angiogenesis. PLoS One. 2013;8(8):e72604.
[2] Nartprayut K, U-Pratya Y, Kheolamai P, et al. Cardiomyocyte differentiation of perinatally?derived mesenchymal stem cells. Mol Med Rep. 2013;7(5): 1465-1469.
[3] van den Akker F, Deddens JC, Doevendans PA, et al. Cardiac stem cell therapy to modulate inflammation upon myocardial infarction. Biochim Biophys Acta. 2013;1830(2):2449-2458.
[4] Gnecchi M, He H, Noiseux N, et al. Evidence supporting paracrine hypothesis for Akt-modified mesenchymal stem cell-mediated cardiac protection and functional improvement. FASEB J. 2006;20(6):661-669.
[5] 张美荣,张学峰,胡建霞,等.大鼠肌肉注射移植HUMSC的安全性[J].中国组织工程研究与临床康复,2010,14(27): 4994-5000.
[6] Kim BO, Tian H, Prasongsukarn K, et al. Cell transplantation improves ventricular function after a myocardial infarction: a preclinical study of human unrestricted somatic stem cells in a porcine model. Circulation. 2005;112(9 Suppl):I96-104.
[7] 王思平,聂娜娜,王丽,等.肌肉注射异种脐带间充质干细胞大鼠心肌肌钙蛋白I及血清相关因子的表达[J].中国组织工程研究,2014,18(10):1566-1572.
[8] 张文祥,王思平,锡洪敏,等.Wistar大鼠肌肉注射异种脐带间充质干细胞的安全性[J].中国组织工程研究,2014, 18(41):6620-6627.
[9] 王思平.肌肉注射异种脐带间充质细胞对健康Wistar大鼠心肌VEGF、cTnI表达及血清VEGF、HGF、IGF-1和GM-CSF的影响[D].青岛:青岛大学,2012.
[10] Mollova M, Bersell K, Walsh S, et al. Cardiomyocyte proliferation contributes to heart growth in young humans. Proc Natl Acad Sci U S A. 2013;110(4): 1446-1451.
[11] Erices AA, Allers CI, Conget PA, et al. Human cord blood-derived mesenchymal stem cells home and survive in the marrow of immunodeficient mice after systemic infusion. Cell Transplant. 2003;12(6):555-561.
[12] 邹兵,谢军平,吴清华,等.Livin 基因修饰的骨髓间充质干细胞移植治疗对急性心肌梗死大鼠心功能的影响[J].中国病理生理杂志,2016,32(3):539-543.
[13] 王本臻,毛成刚,李荣,等.人脐带间充质干细胞肌肉注射对多柔比星诱导扩张型心肌病大鼠心功能及心肌超微结构的影响[J].中华实用儿科临床杂志,2016,31(1):28-32.
[14] 伍权华,侯婧瑛,郭天柱,等.吡格列酮联合骨髓间充质干细胞移植治疗改善大鼠心肌梗死后的心功能[J].中国组织工程研究,2015,19(23):3698-3704.
[15] Jacobs SA, Roobrouck VD, Verfaillie CM, et al. Immunological characteristics of human mesenchymal stem cells and multipotent adult progenitor cells. Immunol Cell Biol. 2013;91(1):32-39.
[16] Chamuleau SA, Vrijsen KR, Rokosh DG, et al. Cell therapy for ischaemic heart disease: focus on the role of resident cardiac stem cells. Neth Heart J. 2009; 17(5):199-207.
[17] Gnecchi M, He H, Melo LG, et al. Early beneficial effects of bone marrow-derived mesenchymal stem cells overexpressing Akt on cardiac metabolism after myocardial infarction. Stem Cells. 2009;27(4):971- 979.
[18] Gnecchi M, He H, Liang OD, et al. Paracrine action accounts for marked protection of ischemic heart by Akt-modified mesenchymal stem cells. Nat Med. 2005; 11(4):367-368.
[19] Gnecchi M, Zhang Z, Ni A, et al. Paracrine mechanisms in adult stem cell signaling and therapy. Circ Res. 2008;103(11):1204-1219.
[20] Hojo Y, Ikeda U, Zhu Y, et al. Expression of vascular endothelial growth factor in patients with acute myocardial infarction. J Am Coll Cardiol. 2000;35(4):968-973.
[21] Siddiqui AJ, Blomberg P, Wärdell E, et al. Combination of angiopoietin-1 and vascular endothelial growth factor gene therapy enhances arteriogenesis in the ischemic myocardium. Biochem Biophys Res Commun. 2003;310(3):1002-1009.
[22] Hilbe W, Dirnhofer S, Oberwasserlechner F, et al. CD133 positive endothelial progenitor cells contribute to the tumour vasculature in non-small cell lung cancer. J Clin Pathol. 2004;57(9):965-969.
[23] Wajih N, Walter J, Sane DC. Vascular origin of a soluble truncated form of the hepatocyte growth factor receptor (c-met). Circ Res. 2002;90(1):46-52.
[24] Dreifuss P. Dilated cardiomyopathy and growth hormone. Z Kardiol. 2002;91(12):973-977.
[25] Su H, Kan YW. Adeno-associated viral vector-delivered hypoxia-inducible gene expression in ischemic hearts. Methods Mol Biol. 2007;366:331-342.
[26] 马群兴,李彤,赵越,等.脐带间充质干细胞与脐血CD34+细胞联合移植治疗心肌梗死[J].中华胸心血管外科杂志, 2014,30(2):82-85,89.
[27] Xu Q, Lu X, Zhu DS, et al. A comparative study on techniques assessing microvessel functional status. Acta Anatomica Sinica. 2003; 34(4):430-433.
[28] Weber KT, Sun Y, Tyagi SC, et al. Collagen network of the myocardium: function, structural remodeling and regulatory mechanisms. Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 1994;26(3):279-292.
[29] Lu L, Gunja-Smith Z, Woessner JF, et al. Matrix metalloproteinases and collagen ultrastructure in moderate myocardial ischemia and reperfusion in vivo. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2000;279(2): H601-609.
[30] Varo N, Iraburu MJ, Varela M, et al. Chronic AT(1) blockade stimulates extracellular collagen type I degradation and reverses myocardial fibrosis in spontaneously hypertensive rats. Hypertension. 2000;35(6):1197-1202.
[31] Warren MC, Bump EA, Medeiros D, et al. Oxidative stress-induced apoptosis of endothelial cells. Free Radic Biol Med. 2000;29(6):537-547.
[32] Xiang Z, Liao R, Kelly MS, et al. Collagen-GAG scaffolds grafted onto myocardial infarcts in a rat model: a delivery vehicle for mesenchymal stem cells. Tissue Eng. 2006;12(9):2467-2478.
[33] Cleutjens JP, Blankesteijn WM, Daemen MJ, et al. The infarcted myocardium: simply dead tissue, or a lively target for therapeutic interventions. Cardiovasc Res. 1999;44(2):232-241.
[34] Ries C, Egea V, Karow M, et al. MMP-2, MT1-MMP, and TIMP-2 are essential for the invasive capacity of human mesenchymal stem cells: differential regulation by inflammatory cytokines. Blood. 2007;109(9): 4055-4063.
[35] Nie R, Xie S, Du B, et al. Extracellular matrix metalloproteinase inducer (EMMPRIN) is increased in human left ventricle after acute myocardial infarction. Arch Med Res. 2009;40(7):605-611.
[36] 齐晓云,杨关林,陈岩,等.BM-MSC移植对兔急性心肌梗死后胶原重构的影响[J].中国组织工程研究与临床康复, 2009,13(27):5247-5251.
[37] Dixon JA, Gorman RC, Stroud RE, et al. Mesenchymal cell transplantation and myocardial remodeling after myocardial infarction. Circulation. 2009;120(11 Suppl): S220-229.
[38] Mias C, Lairez O, Trouche E, et al. Mesenchymal stem cells promote matrix metalloproteinase secretion by cardiac fibroblasts and reduce cardiac ventricular fibrosis after myocardial infarction. Stem Cells. 2009; 27(11):2734-2743.
[39] Wang JA, Luo RH, Zhang X, et al. Bone marrow mesenchymal stem cell transplantation combined with perindopril treatment attenuates infarction remodelling in a rat model of acute myocardial infarction. J Zhejiang Univ Sci B. 2006;7(8):641-647.
[40] 王永,范家伟,方五旺,等.犬自体BM-MSC移植对心肌梗死后胶原纤维含量影响的实验研究[J].医学综述,2010, 16(23): 3656-3658.

引言

脐带间充质干细胞是一类具有自我更新能力、多向分化潜能的干细胞，已有实验研究表明，脐带间充质干细胞可存活并能诱导分化为内皮细胞及心肌样细胞^[1-2]，明显改善心功能，并通过旁分泌途径参与血管新生、抑制心肌细胞凋亡及心肌内炎症反应、抑制纤维化、促进损伤心肌修复再生等^[3-4]。

移植脐带间充质干细胞治疗心脏疾病尚处于起始阶段，大量的实验证明脐带间充质干细胞移植治疗心脏疾病的有效性^[5]。Kim等^[6]将脐带间充质干细胞移植到猪梗死心肌中，发现其可再生心肌细胞及新生血管，明显改善局部及整体心脏功能，并且未发生心律失常、恶性肿瘤及排斥反应。研究发现肌肉注射不同剂量人脐带间充质干细胞后，健康大鼠的脑、肺、肝、脾、肾、注射部位肌肉组织结构和心肌超微组织结构未见异常病理变化，注射前后肝功能、肾功能和心肌酶均在正常范围，且不会因诱发正常心肌组织内源性心肌干细胞活化而导致心肌组织的过度增生，证明了人脐带间充质干细胞移植的有效性及安全性^[7-8]。健康大鼠给予肌肉注射人脐带间充质干细胞后能否引起心脏异位病理性血管形成，尚需研究证实。另外局部微环境对干细胞的诱导分化具有重要作用，人脐带间充质干细胞移植到心肌是否会分化为成纤维样细胞，增加胶原纤维合成促进心肌纤维化。为此，实验通过肌肉注射不同浓度人脐带间充质干细胞，检测心肌组织中微血管数及胶原纤维含量，明确肌肉注射人脐带间充质干细胞对健康大鼠心肌组织的影响，为人脐带间充质干细胞临床治疗应用的安全性提供理论依据。

材料方法

1.1 设计 随机对照动物实验。

1.2 时间及地点 实验于2011年9月至2012年9月在青岛大学医学院附属医院SPF级动物实验室和中心实验室完成。

1.3 材料

1.3.1 实验动物 健康雄性Wistar大鼠60只，SPF级，7周龄，体质量150-180 g，由山东鲁抗医药有限公司提供，批号SCXK2008002，于青岛大学附属医院动物房饲养，饲养环境符合SPF级标准。实验过程中对动物处置符合动物伦理学要求。

1.3.2 细胞 人脐带间充质干细胞、培养上清液、DMEM培养液均由青岛大学附属医院干细胞中心提供。实验所用人脐带间充质干细胞经流式细胞仪检测显示CD90、CD73、CD105、HAL-ABC呈阳性表达，CD34、CD45、HLA-DR呈阴性表达，符合间充质干细胞表型特征。病原微生物检测示乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、支原体、巨细胞病毒、梅毒螺旋体、HIV、需氧菌及真菌培养均阴性。

1.3.3 主要试剂及仪器 Masson三色染色液试剂盒(北京罗基生物技术有限公司)；CD34抗体(武汉博士德生物工程有限公司)；PV-9001兔超敏二步法免疫组化检测试剂、DAB染色试剂盒(北京中杉金桥有限公司)；苏木精染色试剂盒(北京博奥森生物有限公司)；微量加样枪(德国Eppendorf公司)；-20 ℃冰箱(青岛海尔集团)；恒温箱(上海和呈仪器制造有限公司)；倒置显微镜(德国LEICA公司)。

1.4 实验方法

1.4.1 动物分组及干预 60只Wistar大鼠随机分为正常组、培养液组、上清液组、低剂量组、中剂量组、高剂量组6组，每组10只。各组于饲养第2周分别在大鼠四肢肌肉内肌注PBS(人脐带间充质干细胞悬浮液)、DMEM(人脐带间充质干细胞培养液)、人脐带间充质干细胞培养上清液、人脐带间充质干细胞0.25×10⁵个、人脐带间充质干细胞1.0×10⁵个和人脐带间充质干细胞 4.0×10⁵个。肌肉注射4周后再次注射1次，剂量和部位同上，每日观察大鼠生活习性^[9]。

1.4.2 组织标本制作 第2次肌肉注射后4周称质量，用10%水合氯醛3 mL/kg麻醉大鼠，取左心室进行固定、脱水、透明、浸蜡包埋，3 μm连续切片，制作病理切片。

1.4.3 CD34免疫组织化学染色及微血管计数 按CD34免疫组织化学试剂盒说明书进行。一抗为CD34单克隆抗体，二抗为通用型二抗，显色剂显色；CD34阳性示微血管呈棕黄色，着色鲜明，与周围组织界限清晰。采用倒置显微镜观察，光镜下每张组织切片随机选择10个高倍视野(×400)，进行微血管计数(棕黄色圆形、椭圆形或半椭圆形为1个微血管)，求其平均值，并采集图像。

1.4.4 Masson三色染色及胶原纤维半定量表达 石蜡切片脱蜡至水，分别用Weigerts铁苏木精、丽春红酸性品红、苯胺蓝液按标准的病理技术染色，染色结果胶原纤维呈蓝色，细胞核呈蓝色，胞浆、肌肉、红细胞呈红色。采用倒置显微镜观察，光镜下每张组织切片随机计数15个高倍视野(×100)，采集图像。应用Image-Pro Plus 6.0彩色图像分析系统半定量胶原纤维表达，测量蓝色区域的积分吸光度值、图像面积(S)，求每个视野积分吸光度与图像面积的比值，取其平均值。

1.5 主要观察指标 ①大鼠一般情况；②大鼠心肌组织微血管的表达；③大鼠心肌组织胶原纤维的表达。

1.6 统计学分析 采用SPSS 17.0软件进行统计学分析。计量资料采用x(_)±s表示，各组计量资料进行正态检测，符合正态分布、方差齐性。多组定量资料采用单因素方差分析，多组间定量资料两两比较采用LSD(least significant difference)-t 检验。P < 0.05为差异有显著性意义。

讨论

成熟心肌细胞属于终极分化细胞，无更新再生和分化能力，一旦受到不可逆损伤，将导致心肌细胞数量减少，损伤区由残存心肌细胞代偿性肥大及纤维组织增生来修复，导致心肌结构重建，影响心脏功能，最终可发展为心脏衰竭。随着再生医学的临床应用，发现刺激心肌细胞增殖，可进一步治疗心力衰竭^[10]，其中包括细胞移植促进再生修复治疗。目前多种类型细胞已于基础研究和临床应用中进行移植治疗心脏疾病，如胚胎干细胞、骨骼肌成肌细胞、间充质干细胞等^[11-14]。

间充质干细胞容易分离，具有高扩增潜力、低免疫原性、可塑性的基因修饰及多向分化潜能^[15]，在特定微环境下可通过多种途径改善心肌供血及心功能：①分化为心肌样细胞、血管内皮细胞及平滑肌细胞整合到梗死心肌组织或梗死区新生血管^[16]；②旁分泌多种因子，如血管内皮细胞生长因子、胰岛素样生长因子、前列腺素F等^[17]，促进新生血管形成及受损器官修复、抑制细胞凋亡、抑制纤维化和炎症反应等^[18]，为血管新生提供基质支持作用。目前认为最主要的机制是间充质干细胞旁分泌多种促血管生成因子^[19]。血管再生所需的因子主要包括血管内皮细胞生长因子^[20-22]、血管紧张素Ⅱ等生长因子，肝细胞生长因子^[23]、成纤维细胞生长因子等细胞因子，巨细胞集落刺激因子、干细胞生长因子^[24]、单核细胞趋化蛋白1等趋化因子，白细胞介素1、白细胞介素6、胰岛素样生长因子1等炎症因子^[23]，其中血管内皮细胞生长因子在血管新生中占主要地位。

在生理条件下，血管内皮细胞生长因子、成纤维细胞生长因子等促血管生成因子在动物及成人体内仅有微量表达，不会引起新生血管广泛形成。组织缺血、缺氧时低氧诱导因子可激活血管内皮细胞生长因子等多种血管生成因子至缺血缺氧部位的能力提高^[25]。干细胞移植到缺血肌肉中，可转化为血管内皮祖细胞并诱导大量促血管生成因子的释放，同时内皮祖细胞在血管内皮细胞生长因子、成纤维细胞生长因子等促血管生成因子的作用下可大量扩增，进而发育为血管内皮细胞形成血管。马群兴等^[26]研究表明脐带间充质干细胞与脐血CD34⁺细胞联合移植可改善心肌梗死后心功能，可能与梗死周边微血管和心肌细胞形成有关。正常人体或动物体内无缺血缺氧刺激及促血管因子过量表达，因此无新生血管过多生成。CD34是微血管内皮细胞特异性标记物，免疫组织化学染色阳性微血管呈棕黄色，与周围组织界限清晰，便于识别，并能较好地区分大血管与微血管^[27]。实验采用免疫组织化学法检测各实验组心肌组织微血管的表达，结果显示正常大鼠在肌肉注射不同剂量人脐带间充质干细胞或细胞培养上清液8周后，肌肉组织中微血管含量各组间差异无显著性意义，提示肌肉注射人脐带间充质干细胞或细胞培养上清液不会诱导正常心肌组织高表达微血管。

心肌缺血缺氧造成心肌细胞大量坏死，心肌及心室结构发生变化，心脏舒缩功能受损，引起血流动力学障碍，并激活神经内分泌系统，可引起炎性细胞^[28]、炎性因子白细胞介素1、白细胞介素6、肿瘤坏死因子α、转化生长因子β等及氧自由基表达增多^[29-30]，肾素-血管紧张素系统活化^[31]，使细胞外基质合成与降解失衡，胶原成分构成比例发生改变，胶原蛋白降解破坏，胶原纤维网络断裂，缺乏连接结构的胶原合成、沉积增加，可导致心肌基质纤维化^[32]。肾素-血管紧张素系统被激活，血管紧张素Ⅱ的表达增加，促进胶原纤维的合成。同时血管紧张素Ⅱ还使基质金属蛋白酶与基质金属蛋白酶组织抑制因子的表达失平衡，被认为是目前与胶原纤维代谢合成关系最密切的血管活性物质之一^[33]。

间充质干细胞移植后能归巢于缺血后纤维化心肌，且基质金属蛋白酶能增强间充质干细胞迁徙归巢能力^[34-35]，归巢至缺血心肌的干细胞除分化为心肌细胞与血管内皮细胞，抑制心肌细胞凋亡^[36]，还通过旁分泌细胞因子抑制核转录因子κB的激活，减少炎性细胞因子的产生释放，干预基质金属蛋白酶和基质金属蛋白酶组织抑制因子的异常表达^[37]，阻止胶原蛋白网的降解，调节细胞外基质合成与降解的平衡，减少胶原的合成沉积和纤维化。此外间充质干细胞亦可分泌肝细胞生长因子等抑制心肌纤维母细胞自身分泌胶原纤维^[38]。Wang等^[39-40]研究发现，间充质干细胞移植至大鼠心肌梗死模型，基质金属蛋白酶9表达下调，心肌梗死区胶原沉积减少，且不同时间段胶原含量随时间呈减少趋势，这些结果提示间充质干细胞具有降低纤维化心肌纤维含量的作用，减少心室结构的重构，抗心力衰竭的保护作用。

实验结果显示，健康大鼠肌肉注射不同剂量间充质干细胞或培养上清液后，各组心肌组织胶原纤维含量未见明显差异，提示肌肉注射间充质干细胞或培养上清液对健康大鼠心肌胶原纤维含量无影响。

人脐带间充质干细胞肌肉注射健康大鼠心肌组织微血管及胶原纤维的表达

Effects of human umbilical cord mesenchymal stem cells via intramuscular injection on the myocardial micrangium and collagen expression in normal rats

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表（结果） 1

参考文献

相关文章 15

引言

材料方法

讨论

文章快阅

延伸阅读

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	蒲锐, 陈子扬, 袁凌燕. 不同细胞来源外泌体保护心脏的特点与效应[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(在线): 1-.
[2]	林清凡, 解一新, 陈婉清, 叶振忠, 陈幼芳. 人胎盘源间充质干细胞条件培养液可上调缺氧状态下BeWo细胞活力和紧密连接因子的表达[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(在线): 4970-4975.
[3]	曾祯, 胡经纬, 李璇, 唐琳梅, 黄志强, 李明星. 超声造影定量分析重度失血性休克再灌注模型大鼠复苏期的肾血流灌注[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(8): 1201-1206.
[4]	唐辉, 姚志浩, 罗道文, 彭双麟, 杨双林, 王浪, 肖金刚. 高脂高糖饮食结合链脲佐菌素建立2型糖尿病性骨质疏松症大鼠模型[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(8): 1207-1211.
[5]	张秀梅, 翟运开, 赵杰, 赵萌. 类器官模型国内外数据库近10年文献研究热点分析[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(8): 1249-1255.
[6]	王正东, 黄娜, 陈婧娴, 郑作兵, 胡鑫宇, 李梅, 苏晓, 苏学森, 颜南. 丁酸钠抑制氟中毒可诱导小胶质细胞活化及炎症因子表达增多[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1075-1080.
[7]	汪显耀, 关亚琳, 刘忠山. 提高间充质干细胞治疗难愈性创面的策略[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1081-1087.
[8]	万然, 史旭, 刘京松, 王岩松. 间充质干细胞分泌组治疗脊髓损伤的研究进展[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1088-1095.
[9]	廖成成, 安家兴, 谭张雪, 王倩, 刘建国. 口腔鳞状细胞癌干细胞的治疗靶点及应用前景[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1096-1103.
[10]	谢文佳, 夏天娇, 周卿云, 刘羽佳, 顾小萍. 小胶质细胞介导神经元损伤在神经退行性疾病中的作用[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1109-1115.
[11]	李珊珊, 郭笑霄, 尤冉, 杨秀芬, 赵露, 陈曦, 王艳玲. 感光细胞替代治疗视网膜变性疾病[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1116-1121.
[12]	焦慧, 张一宁, 宋雨晴, 林宇, 王秀丽. 乳腺癌类器官研究进展及临床应用前景[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1122-1128.
[13]	王诗琦, 张金生. 中医药调控缺血缺氧微环境对骨髓间充质干细胞增殖、分化及衰老的影响[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1129-1134.
[14]	曾燕华, 郝延磊. 许旺细胞体外培养及纯化的系统性综述[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1135-1141.
[15]	孔德胜, 何晶晶, 冯宝峰, 郭瑞云, Asiamah Ernest Amponsah, 吕飞, 张舒涵, 张晓琳, 马隽, 崔慧先. 间充质干细胞修复大动物模型脊髓损伤疗效评价的Meta分析[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1142-1148.