间充质干细胞治疗心肌梗死：离临床应用还有多远？

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2017.17.023

摘要/Abstract

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文题释义：
间充质干细胞的免疫调节作用：间充质干细胞对心肌梗死的治疗得到了大量临床证实，不仅是其自我更新和多向分化潜能分化为新生血管、心肌细胞以外，更重要的是其强大的免疫调节作用。间充质干细胞不仅能促进抗炎因子白细胞介素4和白细胞介素10、转化生长因子β等表达和抑制促炎因子白细胞介素1β、白细胞介素6、肿瘤坏死因子α和干扰素γ等表达，也抑制各类炎症反应性细胞的增殖、活化能力，还可以诱导调节性T细胞(Treg)和M2型巨噬细胞的分化。免疫调节机制对心肌梗死的治疗有重要意义。研究者可以通过基因修饰和药物诱导等方式扩大间充质干细胞在治疗心肌梗死中的免疫调节和细胞分化双重作用，这将增加间充质干细胞在心肌梗死中的治疗价值。
基因转染技术：就是将纯化的含有靶基因的质粒DNA送入细胞内，并在细胞内表达。基因转染已广泛用于基因的结构和功能分析、基因表达与调控、基因治疗与转基因动物等研究。其运载系统包括非病毒方法和病毒方法。利用基因转染技术，不仅增加了间充质干细胞移植后的存活率，还增加了其分化能力和血管再生能力。

摘要
背景：间充质干细胞作为心肌损伤后细胞移植治疗的热门种子细胞，成为治疗缺血性心脏病研究的热点。
目的：总结和分析间充质干细胞移植治疗缺血性心脏病的研究新进展。
方法：计算机检索Medline、Ovid Embase、PubMed Central、Cochrane Library、中国期刊全文数据库(CNKI)、万方数据库、中国生物医学文献数据库(CBM)等文献数据库，语种限为中文和英文，检索时间为1985至2015年。纳入标准：①与间充质干细胞治疗缺血性心脏病相关的随机对照实验或临床研究；②方法规范、思路严谨的综述论文。排除标准：观察性研究、个案报道、无标准合理设计方案的研究、无规范严谨的纳入排除标准的综述论文、交叉试验研究、整群随机试验、与论述主题无关的研究。
结果与结论：通过检索文献，总结了间充质干细胞来源、间充质干细胞的安全性和有效性、作用机制、注射方式，间充质干细胞移植的优劣势等方面的研究进展。骨髓间充质干细胞移植治疗心肌梗死给临床带来了全新的方法，但仍存在许多需要去认识、解决的问题，如在细胞质量、细胞剂量、移植方法、移植时机和患者选择等各个方面仍未得到确切的答案，故局限了其在临床上的应用。

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: 0000-0001-6163-8233(赵启明)

关键词: 干细胞, 移植, 间充质干细胞, 心肌梗死

Abstract:

BACKGROUND: Mesenchymal stem cells, a kind of popular seed cells for cell transplantation after myocardial injury, have become a hot research topic in the treatment of ischemic heart diseases.
OBJECTIVE: To review the new progress of mesenchymal stem cell transplantation in the treatment of ischemic heart diseases.
METHODS: We searched Medline, Ovid Embase, PubMed Central, Cochrane Library, Chinese Periodical Full-Text Database, Chinese Biomedical Literature Database, VIP database, Wanfang Database for relevant articles in Chinese and English languages, and the retrieval time was from 1985 to 2015. Articles related to randomized controlled trials or clinical research on mesechymal stem cell transplantation for treatment of ischemic heart diseases were included, and relevant review were also included. Observational studies, case reports, study protocols with no standard or rational design, reviews with no normative and rigorous inclusion criteria, cross-test studies, cluster randomized trials, and studies that have nothing to do with the topic were excluded.
RESULTS AND CONCLUSION: Through literature screening, we summarize the research progress in the mesenchymal stem cell transplantation, including cell source, safety, efficacy, action of mechanism and injection mode, and analyze the merits and demerits of mesenchymal stem cell transplantation. Bone marrow mesenchymal stem cell transplantation provides a new insight into the clinical treatment of myocardial infarction, but there are still many problems to be solved, such as cell quality, cell dose, transplantation mode, transplantation timing and patient selection, which so limit the clinical application of mesenchymal stem cell transplantation.

Key words: Myocardial Infarction, Mesenchymal Stem Cell Transplantation, Tissue Engineering

中图分类号:

R318

赵启明，盛开，张选奋. 间充质干细胞治疗心肌梗死：离临床应用还有多远？[J]. 中国组织工程研究, 2017, 21(17): 2766-2775.

Zhao Qi-ming, Sheng Kai, Zhang Xuan-fen. Mesenchymal stem cells in the treatment of myocardial infarction: how long is the way from bench to bedside?[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2017, 21(17): 2766-2775.

图/表（结果） 2

2.1 间充质干细胞来源

2.1.1 骨髓 骨髓间充质干细胞为非造血干细胞，在骨髓中含量极低，为0.001%-0.01%。研究发现，骨髓间充质干细胞与造血干细胞不同，其不表达典型造血干细胞的表面标志CD34和CD45，能特征性地表达CD29、CD44、CD71、CD90、CD105、CD106、CD120a、CD124等^[7]。人间充质干细胞在体外经纯化、扩增、诱导后可表现心肌样细胞的生物学特性，可为人间充质干细胞临床移植治疗提供可靠细胞来源^[8-9](图1)，且因其强大的增殖能力，骨髓间充质干细胞在心肌修复中具有很明显的潜在优势^[10-11]。Rota等^[12]研究表明，心肌梗死后移植的干细胞不仅分化出了心肌细胞，而且局部移植的骨髓干细胞能够产生包括有心肌细胞和冠脉血管的新生心肌。应用骨髓间充质干细胞可明显减少心肌梗死面积^[13]，并可通过改变坏死心肌的局部微环境而上调血管内皮生长因子的表达^[14]。因此，利用骨髓间充质干细胞作为种子细胞取代受损的心肌细胞具有很好的应用前景。此外，骨髓间充质干细胞移植后还具有自动归巢到梗死区的特性，可能与趋化蛋白基质细胞衍生因子1(SDF-1)及其受体CXCR4作用有关^[15]。

2.1.2 脐血^[16-17] 脐血间充质干细胞介于成体干细胞、胚胎干细胞之间，显得更为原始，具有亚全能分化潜能，能分化为心脏、肝、肾等重要器官组织细胞。2000年，Erices等报道脐血中有很丰富的造血干细胞和间充质干细胞，提取出的干细胞也被多位研究者们证实具有良好的心肌修复功能。Lee等^[18]发现从脐血中提取的间充质干细胞可分化为中胚层细胞，推测心肌作为中胚层组织亦可由其分化得到。另外有研究发现向兔心肌梗死模型中联合移植脐血间充质干细胞和脐血CD34⁺，可明显降低胶原蛋白沉积，并提高心肌功能^[19]。并由于全球人类出生率高，脐血也能够通过脐血库很好的收集与保存，脐血间充质干细胞已被越来越多的研究者们重视，但因需在孕期采脐血，脐血间充质干细胞的提取仍存在争议^[20]。

2.1.3 脐带 脐带组织，包括其动脉、静脉、华氏胶组织(Wharton’s jelly)、脐带内膜等，是间充质干细胞的可靠来源。脐带间充质干细胞具有获得过程无需有创操作，可分化为3个胚层细胞、易在组织受损或炎症反应部位聚集、可促进组织修复并调节炎症反应等明显优势^[21]。另外，与骨髓间充质干细胞相比，脐带间充质干细胞自我更新快且不易形成畸胎瘤^[22]。来源于Wharton’s jelly的间充质干细胞因其对心肌组织具有特异性趋化以及可分泌血管生成因子诱导心肌干细胞募集而受到关注^[23-24]。Wharton’s jelly间充质干细胞从胚胎外胚层组织中提取，已被证实具有人胚胎干细胞和成体干细胞的特性，因而可作为干细胞移植的来源，另外，它还被证实具有阻隔免疫排斥、肿瘤发生、畸胎瘤形成等作用^[23^，^25]。经冠状动脉注射Wharton’s jelly间充质干细胞，可明显提高左室射血分数，减少心肌梗死相关事件的发生，因而有望替代骨髓间充质干细胞^[26]。

2.1.4 其他 大隐静脉、滑膜是近几年发现的较有潜力的间充质干细胞来源组织^[27-28]。

2.2 间充质干细胞的安全性和有效性 Fazel等^[29]认为间充质干细胞体外扩增的过程是安全的，且癌变的概率很小。但Furlani等^[30]认为间充质干细胞长期在体外扩增过程中会产生异常的细胞群落，不但没有治疗心肌梗死的疗效，甚至会发生癌变。

更有趣的是，Khan等^[31]于2011年的实验中发现间充质干细胞的供体年龄会影响移植后的疗效。实验中，Khan等分别从2月龄和18月龄大鼠中提取出间充质干细胞移植入18月龄心肌梗死模型大鼠体内。移植后观察大鼠体内衰老主导基因p16的表达，发现来自年老大鼠的间充质干细胞表达更加活跃，并由此推断间充质干细胞的活跃程度并不随年龄的增长而降低。除此之外，胰岛素样生长因子1、纤维母细胞生长因子、血管内皮生长因子、肝细胞生长因子较年轻大鼠减少，而各项心功能指标也有所不及。这项研究结果表明了间充质干细胞移植需要年轻的供体，而临床上治疗年老者心肌梗死时自体间充质干细胞移植可能并不适用。

2.3 作用机制

2.3.1 间充质干细胞分化成心肌细胞 通过实验发现，小鼠间充质干细胞在体外经过5-氮胞苷处理后，能诱导分化出自发跳动、具有心肌细胞形态和电机械特征的细胞^[9^，^32]。研究进一步证明了骨髓间充质干细胞可以在体内心脏局部微环境中诱导分化生成心肌细胞^[33-34]。胰岛素样生长因子1、干细胞生长因子、骨形态发生蛋白2等细胞因子通过与其受体结合，激活PI3-K/Akt信号转导途径，从而介导干细胞在移植微环境中的存活^[35]。

2.3.2 旁分泌 以往研究者认为干细胞移植改善肌细胞的作用是由干细胞分化替代原损伤的心肌细胞或者血管生成来完成^[36-37]，但越来越多的研究证明干细胞可通过旁分泌来促进心肌细胞的自身修复^[38-42]。

Ma等^[43]于2009年尝试使用分化功能被抑制的间充质干细胞进行移植实验，发现其也能改善实验动物的心脏功能，且其改善程度与分化功能未被抑制的间充质干细胞无统计学差异。同年，Deuse等^[44]做了有关间充质干细胞移植治疗鼠心肌梗死的动物实验，证明了生长因子等对间充质干细胞移植疗效的积极作用。这一结果证实细胞因子对心肌修复的作用大于心肌再生。随后的研究中，研究者通过基因重组技术培养出高表达肝细胞生长因子和血管内皮生长因子的间充质干细胞，不管是体外研究还是体内研究，均明显增加了间充质干细胞的增殖。移植了高表达肝细胞生长因子和血管内皮生长因子的间充质干细胞的动物心肌梗死面积更小，梗死区周围血管密度更高，左室功能更好。更详细的分析发现动物心肌组织乳酸脱氢酶分泌减少，心肌细胞凋亡减少，而Akt的活性增加。Gnecchi等^[45]在随后的实验中阐述了Akt通路在心肌修复中的具体机制。动物实验中，Akt通路激活程度增加的大鼠心肌细胞摄入2-去氧葡萄糖(2-DG)明显减少，胞浆的pH值也在正常范围内。2-DG是天然的抗代谢类抗生素，能够抑制细胞生长。故此推测Akt通路激活能够保护细胞正常的能量代谢，维持正常的胞内pH值。

除此以外，大量的实验也已证实干细胞分泌的其他生长因子(如血小板源性生长因子、上皮生长因子等)能够促进心肌修复，分泌的白细胞介素6、白细胞介素10、肿瘤坏死因子α等细胞因子能够调节免疫炎症反应，可激活细胞内包括STAT3、PI3K-Akt、ERK1/2等在内的信号通路，促进细胞增殖^[46]，分泌胶原蛋白Ⅰ、Ⅲ等改善心脏收缩功能。还有研究认为，骨髓间充质干细胞可以通过诱导心脏成纤维细胞转化为肌纤维母细胞，再通过旁分泌作用修复梗死心肌^[47]，但Bader等^[48]的体外实验发现成纤维母细胞对缺血心肌的保护作用却不及间充质干细胞好。而Li等^[49]将间充质干细胞与心肌细胞共培养2周后得到经预处理分化的骨髓间充质干细胞。随后的动物实验发现预处理分化的骨髓间充质干细胞在恢复心功能方面比间充质干细胞更加有效，推测也是利用旁分泌的作用促进了间充质干细胞移植后的疗效。

2.3.3 介导免疫反应 间充质干细胞具有强大的免疫调节作用，将成为心肌梗死后平衡炎症反应和达到心肌修复的重要手段。Ben-Mordechai等^[50]发现间充质干细胞对损伤心肌的保护作用是巨噬细胞介导的。

间充质干细胞对T细胞的调节：心肌梗死发生后，T细胞识别特异性抗原内源性心肌肌球蛋白和辅肌动蛋白，导致辅助T细胞(Th细胞)和细胞毒T细胞(Tc细胞)对心肌产生持续性损害^[51]。间充质干细胞与T细胞共培养下有2条主要通路抑制T细胞增殖：间充质干细胞上调色氨酸的代谢酶IDO使色氨酸代谢产物犬尿氨酸堆积，抑制T细胞增殖^[52]；环氧合酶2的表达使PGE2释放增加也产生对T细胞增殖抑制的作用^[53]。

间充质干细胞对B细胞的调节：间充质干细胞有抑制NK细胞增殖的能力，同时也能降低其细胞毒性和减少促炎因子的释放^[54]。NK细胞是通过IDO途径和PGE2途径迅速降低其增殖能力，且这两条途径还可能存在协同作用^[55]。间充质干细胞也可通过下调NK细胞活化受体NKp30、NKp44 和NKG2D，从而减少NK细胞的活化，使其细胞毒性降低和促炎因子释放减少^[56]。

间充质干细胞对树突细胞的调节：树突细胞是体内最重要的抗原递呈细胞，心肌梗死后递呈坏死心肌组织，从而激活免疫应答。间充质干细胞可以通过阻断树突细胞的成熟，导致树突细胞表面抗原表达和共刺激分子CD40、CD80和CD86的表达下调，从而抑制T细胞的激活^[55]。

2.3.4 其他 此外，有研究表明，间充质干细胞能够促进损伤血管的再内皮化，减轻新生内膜的增殖，有助于减轻损伤血管的再狭窄^[57]。

间充质干细胞治疗缺血性心脏病的作用机制见表1。

2.4 注射方式

2.4.1 经静脉 间充质干细胞经静脉注射后，只有小部分能够定位于心肌梗死部位，大部分均被其他器官摄取，这是影响间充质干细胞静脉注射移植治疗心肌梗死疗效的一大问题。

Assis等^[58]于2010年发表了一篇详细讲述骨髓间充质干细胞在静脉注射后植入心脏梗死部位的过程。大鼠被随机分配为3组：空白组，假手术组(手术但未结扎左前降支冠状动脉)和心肌梗死组。骨髓间充质干细胞(5×10⁶)被⁹⁹Tc^m-HMPAO和DAPI标记以观察其在大鼠体内的分布。实验结果表明，注射后的干细胞约70%分布在肺部，其余分布在心脏、肾脏、脾脏和膀胱，60 min后逐渐减少。心肌梗死组心脏的骨髓间充质干细胞含量(6.34±0.67)%明显高于空白对照组(4.55±0.32)%，而假手术组的数据与空白组比较差异无显著性意义。此外，注射7 d后，骨髓间充质干细胞只能在心脏梗死区内检测到。以上数据证明了梗死心肌能够指导骨髓间充质干细胞的定居，但是经静脉注射的大部分骨髓间充质干细胞被肺所诱捕，只有小部分能够到达心脏。

2.4.2 心肌直接注射 Gyöngyösi等^[59]发现心肌内直接注射间充质干细胞较经冠状动脉注射能够刺激分泌更多的缺血诱导因子1α。缺血诱导因子1α在组织再生、细胞代谢、糖酵解、细胞增殖、细胞存活、血管再生方面发挥着重要的生理作用。理论上，增加的缺血诱导因子1α有利于间充质干细胞移植后心肌组织修复，但具体心功能恢复情况并未进一步阐述。即使心肌直接注射间充质干细胞，间充质干细胞也能够进入脉管系统从而重新定位于其他器官，使间充质干细胞移植治疗心肌梗死的疗效降低。Dai等^[60]于2009年研究发现间充质干细胞与胶原基质混合心肌注射能够减少间充质干细胞移植后的分布重置。

2.4.3 经冠状动脉 经冠状动脉内注射骨髓间充质干细胞可有效促进心肌梗死模型中血管的再生并明显改善心功能^[61]。Yang等^[62]对60例左前降支受累的前壁心肌梗死患者行经皮冠状动脉介入治疗，术后3周，随机行经左前降支或经右冠状动脉注射骨髓间充质干细胞。随访6个月，发现患者在心功能、心肌灌注和收缩心肌组织等方面均较移植前有明显改善，但两者之间差异无显著性意义。此临床试验提示经右冠状动脉移植骨髓间充质干细胞同样能够起到改善前壁心肌梗死患者心功能的作用。值得注意的是，由于间充质干细胞的体积较大，操作不当有引起移植后微血管阻塞致心肌梗死的风险^[63-64]。而更常见的是，经冠脉注射干细胞常常会造成一过性的冠脉血流量减少并导致远端心肌缺血，这一现象被认为会影响干细胞移植的疗效^[65]。Llano等^[66]发现以20 mL/min的速度输注间充质干细胞可以增加冠脉血流量同时也保证了间充质干细胞移植的效率。

无论哪种注射方式，均不能避免间充质干细胞在治疗过程中的浪费。具体包括不能被充分利用，不能准确地定植于心肌梗死部位。

解决方法：可应用输送介质，即支架，输送间充质干细胞及目标心肌。这些输送支架多为细胞外基质或其类似物，目前至少有超过28种生物合成或由机体内提取得到的干细胞输送支架应用于临床及基础实验研究。近期有研究者提取出心肌成纤维细胞的细胞外基质支架作为干细胞输送介质，输送胚胎干细胞至小鼠心肌梗死模型中^[67]。

Ghanem等^[68]利用高度集中的超声介导微泡(hf-UMS)联合间充质干细胞可以增强移植间充质干细胞在心肌梗死区的定位。超声介导微泡可以使局部血管内皮细胞对胞外物质通透性增加，血管内皮细胞间隙增宽，可使移植干细胞向缺血局部迁移增多。通过共聚焦激光扫描显微镜，Ghanem等第1次观察到间充质干细胞在心脏跨血管内皮进入心肌组织内的过程。同时，实验结果也表明，通过超声介导微泡技术能够提高间充质干细胞在移植中的利用率。Xu等^[69]发现超声介导微泡技术通过上调SDF-1/CXCR4而起到促进间充质干细胞归巢的作用。

近年来人们研究了一种新技术即无支架的细胞薄膜技术，它是通过温度敏感培养皿得到骨髓间充质干细胞薄膜，其能够代替心外膜达到移植的目的^[70]。

2.5 间充质干细胞移植的优势 Hare等^[71]通过随机双盲对照试验证明经静脉移植同种异体人间充质干细胞治疗心肌梗死不仅是安全的并且是有效的。同年，Kan等^[72]将间充质干细胞与骨骼肌成肌细胞和平滑肌细胞进行了体外和体内试验的对比，发现间充质干细胞在体外实验中凋亡率最高，但是移植入体内后其存活能力并非处于绝对弱势，且在体内表现出了非常活跃的血管内皮生长因子和干细胞因子分泌能力。移植后4周，间充质干细胞组新生血管密度和心功能改善方面表现较平滑肌细胞好，与骨骼肌成肌细胞组无差异。Mathieu等^[73]认为骨髓单核细胞移植治疗慢性心肌梗死的疗效比间充质干细胞更好，但是Mazo等^[74]认为间充质干细胞移植后远期预后上更有优势。

Arminan等^[75]观察骨髓间充质干细胞及造血干细胞治疗冠状动脉左前降支结扎后大鼠心肌梗死的疗效。发现造血干细胞移植组心肌梗死面积为(17.48±1.29)%，而骨髓间充质干细胞组梗死面积为(10.36±1.07)%，此外造血干细胞组移植后左室壁心肌组织表现出了局部炎症反应，但骨髓间充质干细胞组未出现此现象，证明间充质干细胞疗效优于造血干细胞。Li等^[76]同样证明了间充质干细胞移植的有效性。

Meta分析显示，骨髓间充质干细胞能够在患者心肌梗死后抑制左室重构，使左心室射血分数增加，心功能改善^[77]。以往还有研究发现间充质干细胞有改善梗死后心脏电生理的作用^[78]，Costa等^[79]认为这不是因为间充质干细胞在移植后产生了动作电位，而是因为邻近心肌细胞的积极影响。

2.6 间充质干细胞移植的劣势 存活能力较低。多数研究显示移植间充质干细胞能够改善动物的心功能^[80-81]，但仍有实验结果表明间充质干细胞不能使实验动物的心功能完全恢复正常，也不能在短期内减轻心室重构的进程^[82]。

2.7 解决方式

2.7.1 增强其存活能力

基因重组转染技术，抑制凋亡：Fan等^[83]于2009年发现转染了survivin的间充质干细胞在移植后7 d和28 d的存活数量是非转染组的2.5倍和4.3倍。Survivin是凋亡抑制蛋白家族的新成员，具有肿瘤特异性，只表达于肿瘤和胚胎组织。研究者通过基因重组技术使间充质干细胞的survivin蛋白表达增加，从而增加了在缺血心肌组织中的存活能力。除了增加血管内皮生长因子的表达之外，间充质干细胞移植后增加了38%的毛细血管密度，减少了12.7%的梗死面积。Chang等^[84]在体外转染Hsp70于间充质干细胞内以提高间充质干细胞对缺氧耐受的能力。体外培养表明，相较于间充质干细胞，高表达Hsp70的间充质干细胞不易凋亡，表现了较强的存活能力，其Bcl-2表达增加，Bax，JNK磷酸化和caspase-3活性均有所下降。此外，还表现对胞内ATP减少的耐受。随后的动物实验更证明了其具有减少心肌纤维化，降低心肌凋亡发生，改善心功能的能力。Huang等^[85]上调了趋化因子受体1(CCR1)在间充质干细胞内的表达，增强了间充质干细胞迁移、存活能力。Alfaro等^[86]发现分泌型卷曲相关蛋白2(sFRP2)在间充质干细胞治疗心脏修复的过程中发挥重要作用，上调sFRP2表达的间充质干细胞在随后的实验中表现了较好的生存能力和自我更新能力，并且能够抑制异位性钙化及成骨和成软骨等病理过程。Eun等^[87]研究表明PI3K-C2a增加间充质干细胞的存活。

缺血预处理，增强对缺氧环境的耐受：Kim等^[88]于2009年发现30 min两个循环的缺血再灌注的预处理方法可以提高间充质干细胞对缺氧环境的适应能力。之后的实验证明缺血再灌注预处理能够提高缺氧诱导因子1α和miR-210的表达，抑制FLASH/CASP8ap2基因，从而提高干细胞的存活率。Krausgrill等^[89]用PDGF-BB预处理同样能够提高间充质干细胞移植后的存活能力。Cui等^[90]于2010年使用二氮嗪预处理间充质干细胞。二氮嗪能够使线粒体上ATP敏感的钾通道开放，可用来抑制细胞凋亡。200 mmol/L二氮嗪30 min处理间充质干细胞能够促进纤维母细胞生长因子和肝细胞生长因子mRNA的转录，促进Akt的磷酸化，阻止线粒体细胞色素C进入胞浆，发挥了保护细胞在氧化应激过程中受损的作用。随后的动物实验同样证明了相较于未处理的间充质干细胞，处理后的间充质干细胞移植后存活能力更强。有研究发现向大鼠慢性心肌梗死模型移植经血管紧张素受体拮抗剂(ARB)预处理的间充质干细胞，可使实验组心功能恢复明显高于对照组，因此推断经ARB预处理的间充质干细胞可促进心肌再生^[91]。近期的一项研究则发现血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)可通过其2型受体(AT2R)促使间充质干细胞分化成为功能性内皮细胞并上调连接蛋白43的表达从而增强细胞间的缝隙连接^[92]，且血管紧张素Ⅱ预处理组的血管内皮生长因子的表达较对照组明显增强，心肌纤维化及心肌梗死面积明显减少^[93]。因此推测AT2R的激动剂可能具有促进血管再生和血管修复作用。

联合移植：Khan等^[94]尝试高压氧联合间充质干细胞移植，获得了不错的疗效。Enoki等^[95]于2010年证实了胰岛素样因子1联合间充质干细胞移植可以增加其治疗心肌梗死的疗效，并解释了胰岛素样因子1通过增加PI3K活性促进血管新生和减少心肌细胞凋亡的机制。

2.7.2 改善间充质干细胞移植疗效 尽管间充质干细胞治疗给心肌梗死带来了希望，但是目前所有的治疗结果依然不甚理想^[96]。

增强旁分泌作用：Fang等^[97]通过缺血预处理培养间充质干细胞，刺激间充质干细胞分泌更多的生长因子，在之后的动物实验中发现预处理过的间充质干细胞不仅存活能力更高，梗死心肌的修复面积也较对照组更大。以往有研究报道间充质干细胞移植后能够显著降低心肌纤维化进程，然而具体机制很少涉及。随后，Mias等^[98]研究证实了间充质干细胞培养基质能够刺激基质金属蛋白酶类(MMP-2/MMP-9等)的活性和表达，抑制基质金属蛋白酶内源性抑制剂2(TIMP2)的表达。

基因转染技术应用：Chen等^[99]通过转染miR-126提高间充质干细胞移植后的血管再生作用。Cho等^[100]通过转染技术上调GSK-3β的表达，不仅增加了间充质干细胞移植后的存活率，还增加了其分化能力和血管再生能力。Gao等^[101]上调了Csx/Nkx2.5和GATA-4的表达。

间充质干细胞联合治疗：已有不少研究显示间充质干细胞联合生物工程支架移植治疗比单纯的干细胞移植治疗更加有效。如：聚乳酸-己内酯纤维支架(PLCL)^[102]、polypeptide RAD16-II^[103]。Wang等^[104]于2009年行心肌钻孔结合肝素化碱性成纤维细胞生长因子缓释支架植入合并干细胞移植，观察骨髓间充质干细胞移植修复猪急性心肌梗死的疗效。这项研究说明了手术联合干细胞治疗能够显著提升干细胞治疗心肌梗死的疗效。Luan等^[105]的研究也证实了这一结论。

Afanasev等^[106]发现射频消融术能够破坏梗死心肌已纤维化的结构，联合间充质干细胞移植治疗使单核细胞浸润心肌，促进肉芽组织和新生血管的形成，从而促进心肌组织梗死后的再生。

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引言

急性心肌梗死造成冠状动脉闭塞、血流中断，使部分心肌因严重而持久的缺血发生局部坏死，从而导致心脏功能严重受损，是心血管疾病死亡的主要原因。研究发现，急性心肌梗死导致心脏梗死区大量心肌细胞坏死，最终由纤维组织替代^[1]。心肌组织中残留少量具有扩增能力的心肌细胞^[2]，在一定程度上具有再生性代偿能力。然而，此类细胞的代偿如不采取有效的干预措施，将无力扭转心功能衰竭的进展趋势。

当前的干预手段主要有药物、介入和外科手术治疗等，但都难获得满意的治疗效果^[3]。无论什么方法均不能使心肌瘢痕组织重新变成有收缩功能的心肌组织。对于终末期的心功能不全患者，心脏移植是挽救他们生命的惟一办法。由于有限的心脏来源和免疫抑制剂的严重不良反应，迫切需要建立其他有效的疗法。干细胞移植技术是近年来迅速发展的重要治疗手段，受到人们的广泛关注^[4]。

间充质干细胞是一类全能成体干细胞，具有多向分化潜能、造血支持、免疫调控和自我复制等特点。在体内或体外特定的诱导条件下，可分化为脂肪、骨、肌肉、肌腱、韧带、神经、肝、心肌、内皮等多种组织细胞，连续传代培养和冷冻保存后仍具有多向分化潜能，且免疫原性低，不易引起免疫排斥，不涉及伦理道德问题，因此作为心肌损伤后干细胞移植治疗的热门种子细胞^[5]。间充质干细胞成为治疗缺血性心脏病的研究热点^[6]，但是其应用又由于移植后存活能力差而受到限制。文章总结了间充质干细胞移植治疗缺血性心脏病的研究新进展。

材料方法

1.1 文献检索和筛选要求

1.1.1 检索数据库 Medline，Ovid Embase，PubMed Central，中国期刊全文数据库(CNKI)，万方数据库，中国生物医学文献数据库(CBM)。

1.1.2 检索数据库的选择理由 尽可能覆盖与间充质干细胞相关的基础研究、临床研究、RCT、系统回顾、meta分析、综述等全部文献，尽量避免文献遗漏。

1.1.3 检索途径、检索词及各检索词的逻辑关系 为全面、准确地检索出撰写该综述的相关文献，文章写作过程中综合考虑了检索途径的选择、检索词的选择和各检索词间逻辑关系的配置，制定了科学的检索策略。

检索途径：主题词检索、关键词检索、自由词检索、篇名检索、引文检索。

检索词：以“间充质干细胞，间质干细胞，间充质干细胞移植，间质干细胞移植，移植，心肌梗死，心肌梗塞”为中文检索词，以“mesenchymal stromal cells， mesenchymal stem cell transplantation，transplantation, myocardial infarction, myocardial infarct”为英文检索词。

检索词的逻辑组配：(主题词=间质干细胞或关键词=间充质干细胞)与(主题词=间质干细胞移植或关键词=间充质干细胞移植或关键词=移植)与(主题词=心肌梗死或关键词=心肌梗塞)，(“ mesenchymal stromal cells”[Mesh] or“mesenchymal stem cells”) and (“mesenchymal stem cell transplantation”[Mesh] or “transplantation”[Mesh])and (“myocardial infarction ”[Mesh]or“myocardial infarct”)。

检索途径、检索词、检索词的逻辑组配的确定理由：同一个主题词与其扩展词之间用或(or)关系以确保尽量查全，不同主题词之间用与(and)关系以限定文献范围，主题词与自由词或关键词检索联合应用，避免文献遗漏。间充质干细胞在CBM中的主题词是间质干细胞，而其Mesh主题词是mesenchymal stromal cells，因此在中文数据库中联合使用主题词“间质干细胞”和关键词“间充质干细胞”检索，在英文文献中使用主题词“mesenchymal stromal cells”联合自由词“mesenchymal stem cells”检索。间充质干细胞移植在CBM主题词库中存在，但部分文献以移植标注关键词，因此同时使用主题词“间充质干细胞移植”和关键词“移植”检索，在英文数据库中联合使用主题词“mesenchymal stem cell transplantation”和主题词“transplantation”检索。心肌梗死在CBM主题词库中存在，其扩展词为心肌梗塞，因此在中文数据库中使用主题词“心肌梗死”联合关键词“心肌梗塞”检索，其Mesh主题词是myocardial infarction，扩展词myocardial infarct，因此在英文数据库中联合主题词“myocardial infarction”和自由词“myocardial infarct”检索。

检索的时间范围：1985至2015年。

1.2 文献筛选流程和筛选标准

1.2.1 文献筛选流程 通过数据库检索获得相关文献 1 213篇，去除重复后获得文献697篇，阅读文题和摘要初筛获得文献299篇，排除不相关文献98篇，非随机非对照23篇，观察性研究、个案16篇，不规范综述56篇，最终纳入综述的文献共106篇。

1.2.2 文献的筛选标准 实验或临床研究需进行随机、对照设计，综述论文及系统评价需具有规范而明确的纳入和排除标准、合理的设计和严谨的分析。

1.2.3 排除的文献 观察性研究、个案报道、无标准合理设计方案的研究、无规范严谨的纳入排除标准的综述论文、交叉试验研究、整群随机试验、与论述主题无关的研究。

1.2.4 排除理由 保证纳入文献的可信性与可靠性。

1.2.5 筛选偏离的描述、原因及对结果的影响 在筛选文献的过程中，如遇到有疑问的文献，由至少2位作者讨论决定是否纳入或排除，因在筛选过程中将交叉试验、整群随机试验、观察性研究、个案报道等无标准随机对照试验研究结果排除，可能使论述所得结论有所偏倚。

1.2.6 文献筛选结果的输出形式 文献检索和筛选结果的输出采用文献的引用形式，且保持了格式的一致性，文献的引用形式包括作者、题名、期刊名称、发表年代、卷数(期数)、页码等。经筛选纳入评价的文献提供了全文。

1.2.7 检索偏离的描述、原因及对结果的影响 因一些文献未按主题词标注或所标注关键词不规范，可能导致检索时未能完全检索主题词的近义词或扩展词，而使得部分相关文献可能被遗漏，部分文献数据因尚未发表完全或作者无法联系而被排除，导致检索结果的偏倚。