不同孕周人脐带间充质干细胞移植改善心肌梗死模型心脏功能的比较

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2016.06.006

摘要/Abstract

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文题释义：

人类白细胞抗原G生物学功能：人类白细胞抗原G主要分布在胎盘母胎面上，是一种非经典MHC分子，人类白细胞抗原G基因聚集在染色体端粒末端6p21区，含7个内含子、8个外显子、3'非翻译区。目前普遍接受的观点认为人类白细胞抗原G是一种免疫耐受分子，能够抑制NK细胞和细胞毒性T细胞的溶细胞活性，还能够抑制递呈细胞的作用，使移植细胞存活时间增长。人类白细胞抗原G可以激活单核细胞，导致细胞因子分泌紊乱，引起机体免疫耐受。

心肌毛细血管密度：通常情况下，心肌毛细血管并非全部开放，这就构成了正常心肌毛细血管贮备。在剧烈运动时，根据代谢的需要，平时不开放的毛细血管此时开放，以保持心肌正常供氧，这就使心肌毛细血管密度与心肌冠脉血流的氧分压有直接关系。因此，可以用毛细血管密度反映心肌冠脉血流的毛细血管贮备状况和心肌纤维的供血情况。同时，形态计量方法可以直接为这一状况提供便于用以评价统计的数据资料。

背景：干细胞有多向分化和自我复制能力，在一定条件下可以分化为心肌细胞，修复受损心肌。

目的：观察不同孕周人脐带间充质干细胞移植对实验兔心肌梗死面积、梗死区新生血管的影响。

方法：①选取足月胎儿脐带和孕10-12周流产胎儿脐带各10根，体外分离培养脐带间充质干细胞并行BrdU标记，检测HLA-G在细胞中的表达。②30只大白兔建立心肌梗死动物模型，建模成功2周后随机分为3组：流产细胞移植组、足月细胞移植组、对照组各10只。将BrdU标记的人脐带间充质干细胞分别注射于对应各组实验兔的心肌梗死区，对照组注射等量的无血清培养基。③移植治疗4周后监测实验兔的心脏功能和心电图，取心肌组织检测心肌梗死面积、毛细血管密度。

结果与结论：①HLA-G在孕10-12周流产胎儿及足月分娩胎儿的脐带间充质干细胞中分别呈高表达及低表达。②足月细胞移植组和流产细胞移植组左室舒张末容积均小于对照组(P < 0.05)，左心室射血分数均大于对照组(P < 0.05)，流产细胞移植组左室舒张末容积小于足月细胞移植组(P < 0.05)，左心室射血分数大于足月细胞移植组(P < 0.05)。③两组实验兔模型的心肌梗死区均有BrdU示踪细胞；流产细胞移植组和足月细胞移植组的心肌梗死面积小于对照组(P < 0.05)，流产细胞移植组的心肌梗死面积小于足月细胞移植组(P < 0.05)。④流产细胞移植组和足月细胞移植组毛细血管密度均明显高于对照组 (P < 0.05)，流产细胞移植组较足月细胞移植组增加更为明显(P < 0.05)。⑤在心电图方面，流产细胞移植组和足月细胞移植组与对照组相比均明显改善(P < 0.05)，流产细胞移植组较足月细胞移植组改善更为明显。⑥结果表明来源于小孕周胎儿脐带组织的间充质干细胞能更好地改善心脏功能，有潜力成为心肌细胞移植的更理想来源。

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: 0000-0002-4513-3726 (王巍)

关键词: 干细胞, 移植, 脐带间充质干细胞, 心肌梗死, 血管新生, HLA-G

Abstract:

BACKGROUND: Stem cells have multi-directional differentiation and self-replication abilities, under certain conditions, which can differentiate into myocardial cells to repair the damaged myocardium.
OBJECTIVE: To investigate the effects of transplantation of umbilical cord mesenchymal stem cells derived at different gestational weeks on infarct size and angiogenesis in the infarct region of experimental rabbits with myocardial infarction.
METHODS: Ten full-term umbilical cord samples and 10 umbilical cord samples of aborted fetuses at 10-12 gestation weeks were selected to in vitro isolate umbilical cord mesenchymal stem cells that were subjected to BrdU labeling. HLA-G expression was detected in the cells. Thirty white rabbits were selected to make myocardial infarction models, and 2 weeks after modeling, the model rabbits were randomized into aborted cell transplantation group, full-term cell transplantation group and control group (n=10 per group). Then, BrdU-labeled cells were injected correspondingly into the infarct region of rabbits in the two cell transplantation groups. Rabbits in the control group were subjected to an equal volume of serum-free. Four weeks after transplantation, heart function of rabbits was monitored using electrocardiogram, and myocardial tissues were taken to measure infarct size and blood capillary density.
RESULTS AND CONCLUSION: HLA-G expression was different in different sources of umbilical cord mesenchymal stem cells: high HLA-G expression was found in the aborted umbilical cord mesenchymal stem cells, and meanwhile, low HLA-G expression was found in the full-term umbilical cord mesenchymal stem cells. Compared with the control group, the left ventricular end-diastolic volume and left ventricular ejection fraction of aborted and full-term cell transplantation groups were significantly improved, especially in the aborted cell transplantation group (P < 0.05). BrdU-positive cells were found in the infarct site in both transplantation groups. Compared with the control group, the infarct size and capillary density were improved most significantly in the aborted cell transplantation group followed by the full-term cell transplantation group (P < 0.05). Electrocardiogram findings showed significant improvement in both cell transplantation groups compared with the control group (P < 0.05), especially in the aborted cell transplantation group. These findings indicate that umbilical cord mesenchymal stem cells derived at low gestational weeks improve the heart function more significantly than the full-term umbilical cord mesenchymal stem cells, which have the potential to become a better source of cardiomyocytes for transplantation.

王巍，李肖甫，李中健. 不同孕周人脐带间充质干细胞移植改善心肌梗死模型心脏功能的比较[J]. 中国组织工程研究, 2016, 20(6): 799-806.

Wang Wei, Li Xiao-fu, Li Zhong-jian. Transplantation of human umbilical cord mesenchymal stem cells derived at different gestational weeks improves heart function in myocardial infarction models[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2016, 20(6): 799-806.

图/表（结果） 3

2.1 细胞培养和标记传代培养后，第2代人脐带间充质干细胞呈成纤维细胞样贴壁生长，其形态一致(图1A-C)。荧光显微镜下见绿色BrdU标记细胞(图1D)。

2.2 实验动物数量分析实验入组30只大白兔，对照组死亡2只，干细胞组各死亡1只，剩余实验兔进入结果分析。

2.3 心肌梗死动物模型心电图变化兔左室支血管结扎后，可见心室出现血管远端波动减弱，表面颜色呈暗紫色，心电图结果显示ST段升高(图2)。

2.4 左室舒张末容积和左心室射血分数变化对照组左室舒张末容积为(2 575±64.64) mm³，足月细胞移植组左室舒张末容积为(2 314.47±60.75) mm³，流产细胞移植组左室舒张末容积为(2 211.97±91.68) mm³，统计学分析显示，足月细胞移植组和流产细胞移植组左室舒张末容积均少于对照组(P < 0.05)，流产细胞移植组左室舒张末容积又少于足月细胞移植组(P < 0.05)。

对照组左心室射血分数为(46.74±2 .64)%，足月细胞移植组左心室射血分数为(54.75±5.84)%，流产细胞移植组左心室射血分数为(61.85±2.75)%，统计学分析显示，足月细胞移植组和流产细胞移植组左心室射血分数均多于对照组(P < 0.05)，流产细胞移植组左心室射血分数又多于足月细胞移植组(P < 0.05)。

2.5 细胞移植后4周心肌梗死面积对照组心肌梗死面积为(25.31±2.48)%，足月细胞移植组心肌梗死面积为(16.71±1.44)%，流产细胞移植组心肌梗死面积为(8.99±2.33)%，统计学分析显示，足月细胞移植组和流产细胞移植组心肌梗死面积均少于对照组(P < 0.05)，流产细胞移植组心肌梗死面积又少于足月细胞移植组(P < 0.05)。

2.6 细胞移植后4周毛细血管密度对照组毛细血管密度为(34.31±9.23)%，足月细胞移植组毛细血管密度为(60.22±7.12)%，流产细胞移植组毛细血管密度为(99.78±8.55)%，统计学分析显示，足月细胞移植组和流产细胞移植组毛细血管密度均高于对照组(P < 0.05)，其中流产细胞移植组又高于足月细胞移植组(P < 0.05)。

2.7 细胞移植前后心电图情况结扎前3组心电图均示正常心电图，各导联均有细窄QRS波；结扎后即刻3组有心电图改变，QRS波增宽，ST段抬高，R波降低，可伴有室性早搏；移植后4周足月细胞移植组和流产细胞移植组与对照组相比：QRS波变窄，ST段下降，R波升高，均为出现各种心律失常的并发症；其中流产细胞移植组心电图恢复情况好于足月细胞移植组。

2.8 BrdU标记细胞示踪移植后4周，足月细胞移植组和流产细胞移植组心肌切片均可见核大、幼稚的BrdU示踪细胞。

2.9 不同来源人脐带间充质干细胞中HLA-G的表达足月细胞移植组人脐带间充质干细胞荧光为阴性或弱阳性，流产细胞移植组人脐带间充质干细胞荧光为阳性。

2.10 细胞移植后4周心肌组织苏木精-伊红染色结果对照组梗死区见大量炎症细胞浸润，纤维瘢痕组织代替肌纤维组织；足月细胞移植组梗死区炎症细胞浸润较对照组少，有部分心肌细胞存在，纤维化程度较对照组低；流产细胞移植组梗死区只有少量炎症细胞浸润，有较多存活心肌细胞，纤维化程度最低(图3)。

参考文献

[1] Soonpaa MH, Koh GY, Klug MG,et al.Formation of nascent intercalated disks between grafted fetal cardiomyocytes and host myocardium.Science. 1994 Apr 1;264(5155):98-101.
[2] Orlic D, Kajstura J, Chimenti S,et al.Bone marrow cells regenerate infarcted myocardium.Nature. 2001;410 (6829):701-705.
[3] Kamdar F, Jameel MN, Score P, et al. Cellular therapy promotes endogenous stem cell repair.Can J Physiol Pharmacol. 2012;90(10):1335-1344.
[4] Mohsin S, Khan M, Toko H,et al.Human cardiac progenitor cells engineered with Pim-I kinase enhance myocardial repair.J Am Coll Cardiol. 2012;60(14): 1278-1287.
[5] Bolli R, Tang XL, Sanganalmath SK,et al.Intracoronary delivery of autologous cardiac stem cells improves cardiac function in a porcine model of chronic ischemic cardiomyopathy.Circulation. 2013;128(2):122-131.
[6] 牛红星,穆军升,张健群,等.骨髓间充质干细胞向心肌分化的实验研究[J].心肺血管病杂志,2013,32(3): 357-360.
[7] 张颖,李娜,辛毅,等.大鼠静脉注射人脐带胶样组织来源间充质干细胞的安全性研究[J].心肺血管病杂志,2013,32 (6):783-788.
[8] 李娜,辛毅,林筝,等.多次移植人脐带间充质干细胞对大鼠Th1和Th2比值的影响[J].心肺血管病杂志,2013,32(6): 789-793.
[9] Strauer BE, Brehm M, Zeus T, et al. Intracoronary, human autologous stem cell transplantation for myocardial regeneration following myocardial infarction. Dtsch Med Wochenschr. 2001;126(34-35):932-938.
[10] Assmus B, Schächinger V, Teupe C, et al. Transplantation of Progenitor Cells and Regeneration Enhancement in Acute Myocardial Infarction (TOPCARE-AMI). Circulation. 2002;106(24):3009-3017.
[11] Stamm C, Westphal B, Kleine HD, et al. Autologous bone-marrow stem-cell transplantation for myocardial regeneration. Lancet. 2003;361(9351):45-46.
[12] Wollert KC, Meyer GP, Lotz J, et al. Intracoronary autologous bone-marrow cell transfer after myocardial infarction: the BOOST randomised controlled clinical trial. Lancet. 2004;364(9429):141-148.
[13] Donndorf P, Kundt G, Kaminski A, et al. Intramyocardial bone marrow stem cell transplantation during coronary artery bypass surgery: a meta-analysis. J Thorac Cardiovasc Surg. 2011;142(4):911-920.
[14] Chugh AR, Beache GM, Loughran JH, et al. Administration of cardiac stem cells in patients with ischemic cardiomyopathy: the SCIPIO trial: surgical aspects and interim analysis of myocardial function and viability by magnetic resonance. Circulation. 2012;126(11 Suppl 1):S54-64.
[15] Bartunek J, Behfar A, Dolatabadi D, et al. Cardiopoietic stem cell therapy in heart failure: the C-CURE (Cardiopoietic stem Cell therapy in heart failURE) multicenter randomized trial with lineage-specified biologics. J Am Coll Cardiol. 2013;61(23):2329-2338.
[16] Fisher SA, Dorée C, Brunskill SJ, et al. Bone Marrow Stem Cell Treatment for Ischemic Heart Disease in Patients with No Option of Revascularization: A Systematic Review and Meta-Analysis. PLoS One. 2013;8(6):e64669.
[17] Kandala J, Upadhyay GA, Pokushalov E, et al. Meta-analysis of stem cell therapy in chronic ischemic cardiomyopathy. Am J Cardiol. 2013;112(2):217-225.
[18] 姚艳,杜昕,马长生.骨髓间充质干细胞治疗缺血性心脏病的机制和应用[J].心肺血管病杂志,2014,33(3):460-463.
[19] 李娜,孔晴宇,辛毅,等.间充质干细胞治疗心肌缺血性疾病的临床研究进展[J].心肺血管病杂志,2013,32(3):377- 379.
[20] Friedenstein AJ, Petrakova KV, Kurolesova AI, et al. Heterotopic of bone marrow. Analysis of precursor cells for osteogenic and hematopoietic tissues. Transplantation. 1968;6(2):230-247.
[21] Awad HA, Butler DL, Boivin GP, et al. Autologous mesenchymal stem cell-mediated repair of tendon. Tissue Eng. 1999;5(3):267-277.
[22] Dominici M, Le Blanc K, Mueller I, et al. Minimal criteria for defining multipotent mesenchymal stromal cells. The International Society for Cellular Therapy position statement. Cytotherapy. 2006;8(4):315-317.
[23] 郭子宽.间充质干细胞及其临床应用中的几个问题[J].中国组织工程研究,2012,16(1):1-10.
[24] 牟乐明,孙占胜,王伯珉,等.骨髓间充质干细胞移植对脊髓损伤大鼠Toll样受体4表达的影响[J].山东大学学报:医学版.2014,52(1):37-41.
[25] Nagaya N, Kangawa K, Itoh T, et al. Transplantation of mesenchymal stem cells improves cardiac function in a rat model of dilated cardiomyopathy. Circulation. 2005;112(8):1128-1135.
[26] 王建安,谢小洁,何红,等.骨髓间质干细胞移植治疗原发性扩张型心肌病的疗效与安全性[J].中华心血管病杂志, 2006,34(2):107-110.
[27] Yang CC, Shih YH, Ko MH, et al. Transplantation of human umbilical mesenchymal stem cells from Wharton's jelly after complete transection of the rat spinal cord. PLoS One. 2008;3(10):e3336.
[28] Tsai PC, Fu TW, Chen YM, et al. The therapeutic potential of human umbilical mesenchymal stem cells from Wharton's jelly in the treatment of rat liver fibrosis. Liver Transpl. 2009;15(5):484-495.
[29] Bartholomew A, Sturgeon C, Siatskas M, et al. Mesenchymal stem cells suppress lymphocyte proliferation in vitro and prolong skin graft survival in vivo. Exp Hematol. 2002;30(1):42-48.
[30] Di Nicola M, Carlo-Stella C, Magni M, et al. Human bone marrow stromal cells suppress T-lymphocyte proliferation induced by cellular or nonspecific mitogenic stimuli. Blood. 2002;99(10):3838-3843.
[31] Glennie S, Soeiro I, Dyson PJ, et al. Bone marrow mesenchymal stem cells induce division arrest anergy of activated T cells. Blood. 2005;105(7): 2821-2827.
[32] Le Blanc K. Immunomodulatory effects of fetal and adult mesenchymal stem cells. Cytotherapy. 2003; 5(6):485-489.
[33] Xiong Q, Ye L, Zhang P, et al. Functional consequences of human induced pluripotent stem cell therapy: myocardial ATP turnover rate in the in vivo swine heart with postinfarction remodeling. Circulation. 2013;127(9):997-1008.
[34] Malliaras K, Zhang Y, Seinfeld J, et al. Cardiomyocyte proliferation and progenitor cell recruitment underlie therapeutic regeneration after myocardial infarction in the adult mouse heart. EMBO Mol Med. 2013;5(2): 191-209.
[35] Lila N, Amrein C, Guillemain R, et al. Human leukocyte antigen-G expression after heart transplantation is associated with a reduced incidence of rejection. Circulation. 2002;105(16):1949-1954.
[36] Marchal-Bras-Goncalves R, Rouas-Freiss N, Connan F, et al. A soluble HLA-G protein that inhibits natural killer cell-mediated cytotoxicity. Transplant Proc. 2001; 33(3):2355-2359.
[37] Horuzsko A, Lenfant F, Munn DH, et al. Maturation of antigen-presenting cells is compromised in HLA-G transgenic mice. Int Immunol. 2001;13(3):385-394.
[38] Ristich V, Liang S, Zhang W, et al. Tolerization of dendritic cells by HLA-G. Eur J Immunol. 2005;35(4): 1133-1142.
[39] Liang S, Baibakov B, Horuzsko A. HLA-G inhibits the functions of murine dendritic cells via the PIR-B immune inhibitory receptor. Eur J Immunol. 2002;32(9): 2418-2426.
[40] Kanai T, Fujii T, Unno N, et al. Human leukocyte antigen-G-expressing cells differently modulate the release of cytokines from mononuclear cells present in the decidua versus peripheral blood. Am J Reprod Immunol. 2001;45(2):94-99.
[41] Lila N, Carpentier A, Amrein C, et al. Implication of HLA-G molecule in heart-graft acceptance .Lancet. 2000;355(9221):2138.
[42] Qiu J, Terasaki PI, Miller J, et al. Soluble HLA-G expression and renal graft acceptance. Am J Transplant. 2006;6(9):2152-2156.
[43] Luque J, Torres MI, Aumente MD, et al. Soluble HLA-G in heart transplantation: their relationship to rejection episodes and immunosuppressive therapy. Hum Immunol. 2006;67(4-5):257-263.

引言

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2013年3月至2014年6月在郑州大学第二附属医院完成。

1.3 材料

1.3.1 脐带脐带来自郑州大学第二附属医院产科及计划生育科，经本人或家属签字同意后，留取新鲜足月阴道分娩或剖宫产废弃脐带10根，孕10-12周流产胎儿废弃脐带10根。

1.3.2 实验动物新西兰大白兔30只，体质量1.5-2.5 kg，雌雄不限，购买于河南省实验动物中心。

1.3.3 试剂胎牛血清(Excel)、改良型α-MEM培养基(Gibco)、胰蛋白酶(湖北远成药业有限公司)、小鼠抗Ⅷ因子一抗(美国BD公司)、青链霉素双抗溶液(Maibio)、小鼠抗人HLA-G一抗(美国BD公司)、BrdU(美国MCE)、小鼠抗BrdU一抗(美国BD公司)、戊巴比妥钠(Sigma)、青霉素钠粉剂(哈药集团制药总厂)等。

1.3.4 仪器超净工作台(苏州安泰空气技术有限公司)、心电图机(NIHDN KOHDEN cardiofax 6951E)、倒置显微镜(Leica)、恒温CO₂培养箱(IO-RAD公司)、超低温冰箱(迅达电子仪器厂)、高压蒸汽灭菌锅(诸城市鑫正达机械有限公司)等。

1.3.5 试剂调配 ①含胎牛血清的a-MEM培养基：1.1 mL青链霉素双抗溶液+11.1 mL标准胎牛血清+ 100 mL a-MEM 培养基摇匀。②BrdU溶液：避光状态下10 mL三蒸水+3 mg BrdU溶解过滤除菌。③TTC： 100 mL磷酸缓冲液+1 g TTC溶解。

1.4 实验方法

1.4.1 细胞分离、培养、传代所有新鲜脐带在采集后6 h内分离培养脐带间充质干细胞。取脐带中间部分，清洗掉表面血渍，沿纵轴剖开，切成2.0-3.0 cm小段，剔除血管，剥离华通氏胶，剪成1-3 mm碎片，接种于培养瓶中，加入培养液培养，培养至细胞80%左右融合时消化一两分钟，经洗涤离心，制成单细胞悬液，然后将其接种于新的培养瓶中传代培养。

1.4.2 细胞的BrdU标记在移植前48 h，向脐带间充质干细胞生长覆盖80%瓶底壁的培养瓶中加入上述配制好的BrdU溶液，免疫组化检测细胞被BrdU标记情况。

1.4.3 心肌梗死模型建立将健康新西兰大白兔麻醉后固定手术台上，连心电图机：按照左上肢黄色、右上肢红色、左下肢绿色和右下肢黑色的连接方式在四肢皮下插入电极，电压为2 mV，走纸速度50 mm/s，检测大白兔心肌梗死模型建立前后心电图情况；常规手术暴露心包，剪开心包，在距主动脉根部1 cm处缝扎冠状动脉左室支。

1.4.4 细胞移植将30只大白兔随机分为对照组、足月脐带间充质干细胞移植组和流产脐带间充质干细胞移植组各10只。心肌梗死模型建立后2周开腹，足月脐带间充质干细胞组在心肌梗死中心和交界区多点注射BrdU标记的足月脐带间充质干细胞悬液；同样方法流产脐带间充质干细胞组在相同部位注射等量流产脐带间充质干细胞；对照组以等量α-MEM培养基代替间充质干细胞悬液按上述方法注射。每只大白兔注射1 mL含2×10⁷个细胞。

1.4.5 免疫组化检测HLA-G表达第3代细胞培养至覆盖培养瓶底80%时消化分离制成细胞悬液，入孵箱爬行24 h，经多聚甲醛固定、过氧化氢封闭、滴加小鼠抗人HLA-G一抗、SABC(小鼠IgG)-FITC孵育后显微镜下观察检测HLA-G在人脐带间充质干细胞中的表达，PBS代替一抗为阴性对照。

1.4.6 左室舒张末容积和左心室射血分数测定细胞移植后4周，3%戊巴比妥麻醉大白兔，使用超声仪和配套探头收集心脏变动图像。使用配套软件分析左室舒张末容积及左心室射血分数的变化。

1.4.7 心肌梗死面积细胞移植后4周将大白兔麻醉固定，连心电图机，行心电图检查。然后处死大白兔，取下心脏，进行心肌切片，将切片置TTC液孵化，孵化后的切片见非梗死区呈红色，梗死区呈白色，捞出切片，用Image-Pro Plus 6.0软件计算心肌梗死面积。

1.4.8 毛细血管数用SABC法行Ⅷ因子免疫组化染色，镜下观察并照相。染色阳性的代表微血管，每个切片随机选取5个视野计算毛细血管数，计算5个视野的平均值作为该切片的毛细血管数。

1.4.9 苏木精-伊红染色将石蜡切片常规脱蜡、水洗、染色、盐酸乙醇分化、清水浸泡、伊红染色、脱水、封固等步骤进行苏木精-伊红染色。

1.5 主要观察指标心肌梗死面积、心电图改变、新生毛细血管数、心肌组织中脐带间充质干细胞BrdU示踪情况、脐带间充质干细胞中HLA-G的表达。

1.6 统计学分析采用SPSS 18.0统计软件进行数据分析，多组间数据用单因素方差分析，P < 0.05为差异有显著性意义。

讨论

目前治疗心肌梗死的方法只能改善心肌缺血情况，不能解决心肌细胞的修复和再生能力。干细胞有多向分化和自我复制能力，在一定条件下可以分化为心肌细胞，因此干细胞成为修复受损心肌治疗心肌梗死的理想选择。

20年前干细胞就已经用于治疗心肌梗死性心脏病，1994年Soonpaa首次用干细胞治疗缺血性心脏病^[1]；随后Orlic等^[2]成功用骨髓干细胞治疗小鼠心肌梗死，发现其可以改善小鼠心功能；Kamdar等^[3]在动物模型实验上发现干细胞移植不仅可以改善心功能，还可以减少心肌瘢痕组织；Mohsin等^[4]发现干细胞移植对心肌有修复作用，能减少梗死面积，改善血管系统；Bolli等^[5]对大型动物猪进行同样研究亦发现干细胞能显著改善心肌梗死猪的心功能。国内对干细胞移植治疗心肌梗死也进行的大量研究：发现5-氮杂胞苷可以诱导干细胞分化为心肌细胞^[6]，脐带间充质干细胞移植治疗大鼠无毒性反应^[7]，不会引起大鼠细胞和体液免疫系统变化^[8]，具有较好的免疫相容性。

干细胞治疗心肌梗死在动物模型上的研究相对较成熟，在临床研究方面较动物实验少，但也取得了一定成效。Strauer等^[9]、Assmus等^[10]、Stamm等^[11]的临床研究发现干细胞治疗心肌梗死是安全可行的；Wollert等^[12]发现骨髓干细胞能促进心肌再生；Donndorf等^[13]研究表明干细胞移植可以改善缺血性心脏病功能；Chugh等^[14]及Bartunek等^[15]的研究发现干细胞移植治疗心衰有效，可以改善心脏功能，缩小梗死面积。Fisher等^[16]和Kandala等^[17]通过Meta分析亦得出干细胞治疗心肌梗死性心脏病疗效显著，可以改善心功能，提高患者生活质量。

间充质干细胞是干细胞的一种，治疗心肌梗死主要利用其自我复制、多向分化、低免疫原性等特点^[18-19]。1968年第一次从骨髓中提取^[20]，随后发现可以从胎盘、脐带、脂肪和外周血中提取^[21]，并且在体外有扩增能力。2006年国际上认定间充质干细胞的3个标准：贴壁生长，表达特定细胞标志物及不表达其他标志物，向其他不同种类细胞分化^[22]。间充质干细胞在临床应用的生物特性包括可以归巢到炎症反应区域，分泌生物活性因子抑制炎症反应和促修复能力，分化其他细胞的能力，免疫调节能力^[23]。间充质干细胞的这些特性使其在临床应用方面取得一定进展^[24]。Nagaya等^[25]发现间充质干细胞能够降低心肌梗死面积。王建安等^[26]对心脏病患者移植自身骨髓间充质干细胞，发现未出现不良反应。目前骨髓间充质干细胞应用广泛，治疗心血管疾病安全有效，能够减少梗死面积，增加毛细血管密度，改善心功能。但骨髓中间充质干细胞含量低，感染率高，分化能力随年龄增加而下降，容易受疾病影响，且取材过程是有创伤的，使其来源受到限制。脐带间充质干细胞没有上述限制，且具有骨髓间充质干细胞的特性，成为治疗心血管疾病的新方法。

脐带间充质干细胞可以抑制T细胞增殖^[27-28]，具有修复和免疫特性，可以解决移植后的排斥反应和移植物抗宿主病等问题。脐带间充质干细胞表达多向分化功能的细胞标志物，如HLA、CD13、CD44等，更高水平表达CD146；不表达CD31等内皮细胞标记，不表达CD34、CD14等造血细胞标记，由此可见脐带间充质干细胞与骨髓间充质干细胞具有相似或更低的免疫原性^[29-31]，移植后无排斥反应^[32]。脐带间充质干细胞移植对缺氧坏死心肌有修复作用，其机制可能为：动员病变区内生祖细胞^[33]，直接分化心肌细胞，刺激梗死心肌内心肌干细胞，旁分泌诱导心肌细胞生长，移植细胞与定居细胞融合，刺激梗死心脏心肌细胞循环^[34]。该研究在移植前对各组移植细胞进行BrdU标记，移植后4周，足月细胞移植组和流产细胞移植组心肌切片均可见核大、幼稚的BruU标记示踪细胞，说明在心肌梗死兔的梗死心肌周围均有人脐带间充质干细胞定植。

HLA-G主要分布在胎盘母胎面上，是一种非经典MHC分子，在心脏移植成功的患者体内有HLA-G表达^[35]，HLA-G基因聚集在染色体端粒末端6p21区，含7个内含子、8个外显子、3’非翻译区。HLA-G能够抑制NK细胞和细胞毒性T细胞的溶细胞活性^[36]；HLA-G还能够抑制递呈细胞的作用，使移植细胞存活时间增长^[37-39]；HLA-G可以激活单核细胞，导致细胞因子分泌紊乱，引起机体免疫耐受^[40]。HLA-G可通过多种途径作用于免疫细胞，通过相互作用产生抑制作用，因此对移植免疫耐受有重要意义。不少研究均证明了HLA-G能够降低排斥发生率^[41-43]。HLA-G的变化趋势与疾病的治疗效果有着一定的相关性，尽管该次实验尚无法证实，但是依然给以后的研究指明了方向。

足月胎儿脐带是目前脐带间充质干细胞的主要来源，对于小月份流产胎儿脐带间充质干细胞与足月胎儿面脐带间充质干细胞之间是否存在差异，HLA-G表达更高的小月份流产胎儿脐带间充质干细胞是否具有足月胎儿脐带间充质干细胞相似的特性，在移植心肌梗死方哪种来源间充质干细胞效果更好呢？实验通过对足月胎儿脐带间充质干细胞和小月份流产胎儿脐带间充质干细胞进行分离培养，监测不同来源脐带间充质干细胞中HLA-G的表达情况，并将其移植到心肌梗死兔梗死心肌内，检测细胞移植对梗死心脏的梗死面积、毛细血管生长情况及心电图等方面的影响。结果显示HLA-G在小月份脐带间充质干细胞中高表达，在足月胎儿脐带间充质干细胞中低表达；移植后4周足月细胞移植组和流产细胞移植组心肌切片均有BruU示踪细胞；流产细胞移植组心肌梗死面积小于足月细胞移植组，足月细胞移植组心肌梗死面积小于对照组；细胞移植后4周心肌切片可见毛细血管密度从高到低为：流产细胞移植组>足月细胞移植组>对照组；心电图恢复情况亦表现为流产细胞移植组优于足月细胞移植组优于对照组；心肌组织苏木精-伊红染色显示：对照组梗死区见大量炎症细胞及纤维瘢痕组织；流产细胞移植组梗死区有较多存活心肌细胞，足月细胞移植组介于两者之间。

由此可见，脐带间充质干细胞对梗死心肌有修复和再生作用，可以减少心肌梗死面积，增加毛细血管密度，改善心脏功能。小月份流产细胞移植组对梗死心肌的修复和再生作用优于足月细胞移植组，在减少心肌梗死面积，增加毛细血管密度和改善心电图方面也优于足月细胞移植组，考虑可能与HLA-G介导产生的免疫耐受有关。因此HLA-G高表达的小月份流产胎儿脐带间充质干细胞将是一种新的较理想的细胞移植来源。作者认为HLA-G表达的变化是导致其治疗效果不同的原因之一，但是此次实验尚不足以具体说明其机制，有待于进一步研究。