过氧化物酶体增殖物激活受体γ促进外源性骨髓间充质干细胞表达Cx43的作用及机制

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2016.23.002

中国组织工程研究 ›› 2016, Vol. 20 ›› Issue (23): 3357-3365.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2016.23.002

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过氧化物酶体增殖物激活受体γ促进外源性骨髓间充质干细胞表达Cx43的作用及机制

晏平¹，侯婧瑛²，郑韶欣²，龙会宝²，周长青²，郭天柱²，伍权华²，钟婷婷²，王彤²

1广州医科大学附属第一医院急诊科，广东省广州市 510120
2中山大学孙逸仙纪念医院急诊科，广东省广州市 510120

收稿日期:2016-04-19 出版日期:2016-06-03 发布日期:2016-06-03
通讯作者: 王彤，博士，博士生导师，教授，主任医师，研究员，中山大学孙逸仙纪念医院急诊科，广东省广州市 510120
作者简介:晏平，女，1978年生，贵州省凯里市人，汉族，2008年温州医科大学毕业，硕士，主治医师，主要从事干细胞与心血管疾病的研究。
基金资助:
国家自然科学基金(81270213)“ANGⅡ/AT1/SMAD/CX43通路在心肌干细胞提高心梗大鼠心电生理学稳定性和室颤阈值的作用机制研究”；国家自然科学基金(81070125)“抗凋亡与促血管生成miRNA-378干预MSCs治疗心梗后心衰的机制研究”；广东省科技计划项目(2010B031600032)“抗凋亡与促血管生成miRNA-378干预MSCs治疗心梗后心衰的机制研究”；高校基本科研业务费中山大学青年教师重点培育项目(13ykzd16) “PPAR-γ/TGF-β1/Smad/CX43通路在PPAR-γ干预MSCs治疗心梗后心衰的疗效及机制研究”；广东省科技计划项目(2014A020211002)“LncRNA-Bvht/MESP1/N-cadherin通路调控MSCs向心肌细胞定向分化的机制研究”

Peroxisome proliferator-activated receptor gamma promotes exogenous mesenchymal stem cells to express connexin 43: its role and mechanism

Yan Ping¹, Hou Jing-ying², Zheng Shao-xin², Long Hui-bao², Zhou Chang-qing², Guo Tian-zhu², Wu Quan-hua², Zhong Ting-ting², Wang Tong²

1Department of Emergency, The First Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University, Guangzhou 510120, Guangdong Province, China
2Department of Emergency, Sun Yat-sen Memorial Hospital of Sun Yat-sen University, Guangzhou 510120, Guangdong Province, China

Received:2016-04-19 Online:2016-06-03 Published:2016-06-03
Contact: Wang Tong, M.D., Doctoral supervisor, Professor, Chief physician, Researcher, Department of Emergency, Sun Yat-sen Memorial Hospital of Sun Yat-sen University, Guangzhou 510120, Guangdong Province, China
About author:Yan Ping, Master, Attending physician, Department of Emergency, The First Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University, Guangzhou 510120, Guangdong Province, China
Supported by:
the National Natural Science Foundation of China, No. 81270213, No. 81070125; the Science and Technology Planning Project of Guangdong Province, No. 2010B031600032, No. 2014A020211002; Young Teachers Cultivate Project of Sun Yat-sen University Supported by Higher Education Basic Scientific Research Fund, No. 13ykzd16

摘要/Abstract

摘要：

文章快速阅读：

文题释义：
干细胞移植治疗心脏病：单纯的骨髓间充质干细胞移植治疗在急性心肌梗死后和心力衰竭中仍然面临着许多需要解决的问题，主要包括骨髓间充质干细胞移植治疗后在缺血缺氧的心肌组织内存活量少、转化量少、新生血管形成较少，导致骨髓间充质干细胞的实际临床疗效大打折扣，多个关于骨髓间充质干细胞治疗心肌梗死的多中心大规模临床研究均证实其提高射血分数的百分比并不尽如人意；尽管对移植骨髓间充质干细胞进行缺氧预处理、转染血管内皮生长因子、胰岛素样生长因子1 等生长因子和Akt、Bcl2 等抗凋亡因子等能够提高骨髓间充质干细胞移植的动物实验治疗效果，但转染所带来的潜在风险未知且以动物模型为主，临床应用受限；因而探索改善骨髓间充质干细胞在心肌梗死缺血缺氧组织微环境中的存活进而增强其心肌和血管的再生能力的方法，从而提高骨髓间充质干细胞移植治疗心肌梗死后心力衰竭的疗效，不仅意义重大，而且显得非常迫切，课题组一系列实验就是对这一思路的有益探索。

摘要
背景：过氧化物酶体增殖物激活受体γ激动剂能促进外源性骨髓间充质干细胞的生存和向心肌细胞分化及改善心功能。研究欲进一步验证吡格列酮能否促进内源性骨髓间充质干细胞向心肌细胞的分化及改善心功能的相关机制。
目的：比较过氧化物酶体增殖物激活受体γ激动剂吡格列酮联合骨髓间充质干细胞移植治疗、单纯吡格列酮治疗及磷酸缓冲液治疗疗效的差异及其相关机制。
方法：开胸结扎30只SD大鼠左前降支冠状动脉并随机分为3组：骨髓间充质干细胞+吡格列酮组、吡格列酮组、磷酸缓冲液组。造模后2周骨髓间充质干细胞+吡格列酮组在局部梗死心肌内注射PKH26标记的由PBS悬浮的骨髓间充质干细胞，吡格列酮组和磷酸缓冲液组在梗死心肌内注射PBS，骨髓间充质干细胞+吡格列酮组和吡格列酮组在注射骨髓间充质干细胞后予以吡格列酮3 mg/(kg•d)连续灌胃2周。治疗2周后检测心功能，摘取心脏检测左心室心肌组织不同区域过氧化物酶体增殖物激活受体γ、缝隙连接蛋白43和TGF-β1/SMAD通路相关因子的表达变化。
结果与结论：①3组大鼠在干预开始时心功能参数无明显差异性。干预2周后，骨髓间充质干细胞+吡格列酮联合治疗组左室舒张末径、左室收缩末径明显减小，左室射血分数明显增高；②骨髓间充质干细胞+吡格列酮组和吡格列酮组左心室心肌组织不同区域过氧化物酶体增殖物激活受体γ表达量显著增加；③骨髓间充质干细胞+吡格列酮组在梗死区和梗死边缘区Cx43表达较吡格列酮组和磷酸缓冲液组显著增高，TGF-β1、SMAD2、SMAD3表达明显下降，吡格列酮组与磷酸缓冲液组在上述指标方面表达差异无显著性意义；④结果表明，过氧化物酶体增殖物激活受体γ激动剂吡格列酮并不能刺激内源性骨髓间充质干细胞的增殖分化并改进心功能，吡格列酮联合外源性骨髓间充质干细胞能改善心功能，其机制可能与过氧化物酶体增殖物激活受体γ抑制TGF-β1/SMAD通路进而促进外源性骨髓间充质干细胞表达Cx43有关。

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: 0000-0001-5238-4534(晏平)

关键词: 干细胞, 骨髓干细胞, 过氧化物酶体增殖物激活受体γ, 骨髓间充质干细胞, 心肌梗死, 转化生长因子β1, 缝隙连接蛋白43, 国家自然科学基金

Abstract:

BACKGROUND: Piglitazone, a peroxisome proliferator-activated receptor γ (PPAR-γ) agonist, has been demonstrated to promote survival and cardiac differentiation of exogenous bone marrow mesenchymal stem cells to improve cardiac function. In this study, we attempted to investigate whether pioglitazone could induce cardiac differentiation of endogenous bone marrow mesenchymal stem cells and improve cardiac function, and meanwhile, probed into the relevant mechanisms.
OBJECTIVE: To compare the therapeutic efficacy of pioglitazone combined with bone marrow mesenchymal stem cell transplantation, pioglitazone alone and phosphate buffer solution (PBS) and to investigate the relevant mechanisms.
METHODS: Thirty Sprague-Dawley rats with myocardial infarction induced by ligation of the left anterior descending coronary artery were randomized into combined group (combination of bone marrow mesenchymal stem cells and pioglitazone), pioglitazone group and PBS group. Two weeks later, PKH26-labeled bone marrow mesenchymal stem cells in PBS or PBS alone were injected into the local infarct zone in the combined group and the other two groups, respectively. Pioglitazone (3 mg/kg/d) was given by the oral gavage in the combined and pioglitazone groups for continuous 2 weeks after cells transplantation. At 2 weeks after treatment, cardiac functions were evaluated. In addition, expressions of PPAR-γ, connexin 43 and relative factors in transforming growth factor-β1/SMAD signaling pathway were examined in different areas of the left ventricle from each harvested heart.
RESULTS AND CONCLUSION: There were no differences in the baseline parameters of cardiac function between the two groups. Two weeks after treatment, left ventricular end-diastolic diameter, left ventricular end-systolic diameter and left ventricular ejection fraction were significantly improved in the combined group compared with the other two groups; the expression of PPAR-γ was significantly increased in different zones of the left ventricle in the combined and pioglitazone groups. In the combined group, there was a significantly higher expression of connexin 43, and the levels of transforming growth factor-β1, SMAD2 and SMAD3 were obviously attenuated in the infarct and marginal zones. However, no differences were found in the above determinants between the pioglitazone and PBS groups. To conclude, pioglitazone cannot induce the differentiation and proliferation of endogenous bone marrow mesenchymal stem cells, but pioglitazone combined with exogenous bone marrow mesenchymal stem cells can improve cardiac function post myocardial infarction. In this process, PPAR-γ might promote the connexin 43 expression in exogenous bone marrow mesenchymal stem cells via the blockade of transforming growth factor-β1/SMAD signaling pathway.

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

Key words: Myocardial Infarction, Peroxisome Proliferator-Activated Receptors, Bone Marrow, Mesenchymal Stem Cell Transplantation, Transforming Growth Factor beta1, Connexins, Tissue Engineering

中图分类号:

R394.2

晏平，侯婧瑛，郑韶欣，龙会宝，周长青，郭天柱，伍权华，钟婷婷，王彤. 过氧化物酶体增殖物激活受体γ促进外源性骨髓间充质干细胞表达Cx43的作用及机制[J]. 中国组织工程研究, 2016, 20(23): 3357-3365.

Yan Ping, Hou Jing-ying, Zheng Shao-xin, Long Hui-bao, Zhou Chang-qing, Guo Tian-zhu, Wu Quan-hua, Zhong Ting-ting, Wang Tong. Peroxisome proliferator-activated receptor gamma promotes exogenous mesenchymal stem cells to express connexin 43: its role and mechanism[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2016, 20(23): 3357-3365.

图/表（结果） 4

2.1 实验动物数量分析 30只SD大鼠模型制备成功后全部存活，分为3组，每组10只，行心脏超声检测后处死再进行相关指标检测。

2.2 各组大鼠心功能比较 大鼠心肌梗死模型建立后进行心脏超声检测，结果显示3组大鼠左室舒张末期内径、左室收缩末期内径、左室舒张末期室间隔厚度、左室收缩末期室间隔厚度、左室射血分数之间差异均无显著性意义(P > 0.05，表2)；经相关治疗后2周再次检测心功能，结果显示骨髓间充质干细胞+吡格列酮组左室舒张末期内径、左室收缩末期内径明显减小，左室射血分数明显增高(P < 0.01，表3)。

2.3 各组大鼠治疗后左心室心肌组织不同区域Cx43的表达 3组大鼠在相关治疗后2周对左心室心肌组织不同区域Cx43的表达情况进行免疫荧光(图1A)、Western blot (图1B)和PCR(图1C)检测，结果表明与吡格列酮组和磷酸缓冲液组相比较，骨髓间充质干细胞+吡格列酮组心肌组织不同区域Cx43表达水平明显增高，差异有非常显著性意义(P < 0.01)。

2.4 各组大鼠干预后左心室心肌组织不同区域PPAR-γ的表达 3组大鼠经相关治疗后2周对左心室心肌组织不同区域PPAR-γ的表达情况进行Western blot (图2A)和PCR(图2B)检测，结果表明骨髓间充质干细胞+吡格列酮组以及吡格列酮组较磷酸缓冲液组PPAR-γ表达水平明显增高，差异有非常显著性意义 (P < 0.01)，骨髓间充质干细胞+吡格列酮组与吡格列酮组PPAR-γ表达差异无显著性意义(P > 0.05)。

2.5 左心室心肌组织不同区域TGF-β1/SMAD通路相关因子的表达 3组大鼠经相关治疗后2周对左心室心肌组织不同区域TGF-β1/SMAD通路相关因子的表达情况进行Western blot (图3A)和PCR(图3B)检测，结果表明骨髓间充质干细胞+吡格列酮组较吡格列酮组和磷酸缓冲液组在梗死区和边缘区TGF-β1表达水平明显降低(P < 0.01)，在梗死区和边缘区smad2和smad3表达水平明显减低，差异有非常显著性意义(P < 0.01)。吡格列酮组较磷酸缓冲液组在梗死区和边缘区TGF-β1表达水平降低(P < 0.05)，在梗死区和边缘区smad2和smad3表达水平减低，差异有显著性意义(P < 0.05)。

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引言

近年来，干细胞移植治疗各种心血管疾病尤其是心肌梗死及由此而引起的心功能不全，被认为是未来最有潜力的治疗手段^[1]。骨髓间充质干细胞治疗心血管疾病是研究时间最长也是最深入的理想干细胞之一^[2]。现阶段骨髓间充质干细胞移植的效果并不令人满意，骨髓间充质干细胞在缺血缺氧心肌组织的低存活率是影响其疗效的一个重要因素^[3]。最近研究显示过氧化物酶体增殖物激活受体γ(peroxisome proliferator-activated receptor gamma，PPAR-γ)激动剂吡格列酮预处理人类骨髓间充质干细胞，能在体外促进骨髓间充质干细胞向心肌细胞分化，用这些预处理过的骨髓间充质干细胞在体内治疗心肌梗死，能改善心肌梗死后的心功能不全^[4]。吡格列酮能否刺激内源性骨髓间充质干细胞的增殖和分化以及是否能增强移植的外源性骨髓间充质干细胞的疗效，目前未见有任何文献予以报道。

课题组前期的研究亦发现骨髓间充质干细胞+吡格列酮联合治疗心肌梗死，与单纯骨髓间充质干细胞移植相比较，能明显改善心肌梗死后的心功能不全^[5]，为此，在上述研究基础上进一步比较吡格列酮联合骨髓间充质干细胞移植治疗与单纯吡格列酮治疗及磷酸缓冲液治疗疗效的差异并探讨其相关机制，探讨单纯吡格列酮治疗能否通过刺激体内存在于骨髓或其他组织中间充质干细胞的增殖和分化，从而达到与外源性骨髓间充质干细胞移植+吡格列酮一样的治疗效果并改善心肌梗死后的心功能不全。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

材料方法

1.1 设计 动物体内实验。

1.2 时间及地点 于2013年6月至2015年1月在中山大学孙逸仙纪念医院完成。

1.3 材料 4周龄SPF级雄性SD大鼠6只用于骨髓间充质干细胞分离，体质量100 g左右；6月龄SPF级雄性SD大鼠30只用于心肌梗死模型制备，体质量(300±50) g，所有大鼠均由中山大学实验动物中心提供。实验中对动物处置方法符合动物伦理学要求，并取得中山大学伦理委员会批准。

1.4 实验方法

1.4.1 骨髓间充质干细胞的分离培养 采用全骨髓培养法，收集双侧股骨中全骨髓，接种于25 cm²培养瓶，在24 h后首次更换培养液，以后每3 d换液1次，待细胞接近90%融合时按1∶2比例传代培养，第3代细胞用于所有实验。课题组过多年的摸索，形成了非常成熟的骨髓间充质干细胞培养方法^[6-8]。

1.4.2 大鼠心肌梗死模型的制备 课题组近10年来均使用该动物模型进行各种研究，模型制备法详见课题组参考文献[6- 7，9]。

1.4.3 骨髓间充质干细胞移植及药物治疗 30只大鼠随机分为3组：骨髓间充质干细胞+吡格列酮组，吡格列酮组，磷酸缓冲液组，每组10只。大鼠心肌梗死模型制备成功后超声心动图检测心功能，2周后重新麻醉，对动物进行第2次开胸手术并接受PKH26标记的5×10⁶骨髓间充质干细胞(0.1 mL)(骨髓间充质干细胞+吡格列酮组)或0.1 mL PBS(吡格列酮组，磷酸缓冲液组)从梗死心肌局部注射。骨髓间充质干细胞+吡格列酮组及吡格列酮组在骨髓间充质干细胞或PBS注射后另予以吡格列酮3 mg/(kg•d)持续灌胃2周。磷酸缓冲液组喂等量的水。

1.4.4 超声心动图检测 所有大鼠心肌梗死模型成功制备后及治疗后2周进行超声心动图检测，采集相关心功能参数，包括左室舒张末期内径(left ventricular internal dimension diastole，LVIDd)、左室收缩末期内径(left ventricular internal dimension systole, LVIDs)、左室舒张末期室间隔厚度(left ventricular end diastolic interventricular septum，LVSd)、左室收缩末期室间隔厚度(left ventricular end systolic interventricular septum，LVSs)、左室射血分数(left ventricular ejection fraction，LVEF)，处死大鼠采集心脏标本进行相关指标检测。

1.4.5 免疫荧光染色 心脏标本采用40 g/L多聚甲醛固定24-36 h，常规脱水，石蜡包埋连续切片，切片厚度 3-5 μm，固定到载玻片上；常规脱蜡水化；抗原修复以充分保露抗原，提高抗原的检测率；滴加体积分数为10%正常山羊血清室温下封闭30 min，用于吸附组织中的非特异性位点，以免造成后续结果的假阳性。滴加一抗(1︰100) 4 ℃孵育过夜；PBS洗涤3次，每次5 min；滴加荧光标记二抗(1︰200)室温湿盒避光孵育1 h；PBS洗涤3次，每次5 min；DAPI染色室温下湿盒避光孵育 5 min；PBS洗1次，5 min；滴加抗荧光淬灭剂封固；荧光显微镜下观察心肌梗死区、边缘区、非梗死区Cx43的表达情况并拍照。

1.4.6 Western blot检测PPAR-γ、Cx43、TGF-β1、Smad2、Smad3蛋白表达 用500 μL RIPA裂解液裂(含PMSF和Cocktail)裂解100 mg心脏各区域组织30 min，4 ℃下14 000 r/min离心10 min，取上清组织中总蛋白于-20 ℃或-80 ℃保存备用。采用BCA法测定各样品蛋白浓度，常规SDS-PAGE电泳及蛋白电转，转膜后的PVDF膜，用5%脱脂奶粉溶液室温封闭1 h或4 ℃过夜；TBST洗膜5 min，3次；滴加相应的一抗稀释液4 ℃过夜或37 ℃孵育2 h(一抗为PPAR-γ、Cx43、TGF-β1、Smad2、Smad3，以上稀释倍数均为1︰1 000)；TBST洗膜5 min，3次；滴加相应二抗稀释液37 ℃孵育1 h；TBST洗膜5 min，3次；蒸馏水漂洗膜2 min，弃去液体，共洗3次；将总体积=0.125 mL/cm²膜面积的发光液均匀加到膜的表面，室温孵育5 min，小心吸去膜表面多余的发光液，放至暗盒后显影。

1.4.7 qRT-PCR检测PPAR-γ、Cx43、TGF-β1、Smad2、Smad3 mRNA表达 用液氮研磨组织至粉末，加入1 mL Trizol溶液提取总RNA，并使用核酸蛋白分析仪和1.6%琼脂糖电泳对所提取的总RNA进行分析。取总RNA液8 μL，70 ℃水浴5 min后加入反转录反应液17 μL，42 ℃孵育60 min后终止反应，留取产物待用。qRT-PCR扩增参数：95 ℃ 10 min(1个循环)；95 ℃ 15 s；60 ℃ 30 s(40个循环)；72 ℃延伸10 min。反应结束后，由软件自动计算出定量结果，具体引物设计见表1。

1.5 主要观察指标 ①超声心动图评估心功能。②PPAR-γ和Cx43的表达水平。③TGF-β1/SMAD通路相关因子的表达。

1.6 统计学分析 统计学处理由独立的与实验无关的统计人员实施。数据用x(_)±s表示，采用SPSS 13.0 for windows软件处理，3组比较采用方差分析。检验水准α=0.05，P < 0.05为差异有显著性意义。

讨论

干细胞治疗心肌梗死及心力衰竭，是目前最有潜力的治疗方法之一^[10]。在所有干细胞类型中，骨髓间充质干细胞是研究时间最长、最深入、最彻底的干细胞种类之一，也是最早用于心血管疾病治疗的种子细胞之一。与胚胎干细胞、基因重编程干细胞、脐血干细胞、羊水干细胞、胎盘血干细胞等细胞种类比较，骨髓间充质干细胞具有不可比拟的优势^[11]：①骨髓间充质干细胞属于成体干细胞，不存在道德和伦理的问题。②很容易在体外分离和培养。③高度的体外扩增能力。④基因的稳定性良好。⑤潜在的多向分化能力。⑥潜在的组织修复能力。⑦低免疫原性。⑧能与病毒载体结合，转染并大量分泌局部组织修复所需要的蛋白质^[12]。大量的基础和临床研究表明，骨髓间充质干细胞可用于心血管疾病的治疗，通过替代死亡及坏死的心肌细胞、形成新生血管、减少梗死面积、形成新的基质等因素改善心功能^[3^，^13]。但最近大规模的Meta分析提示，同源性的骨髓间充质干细胞移植后3-6个月时间左心室射血分数仅提高了2.74%，移植后12个月左心室射血分数仅提高了5.1%^[14]。Zimmet等^[15]研究也得出了类似的结果，骨髓间充质干细胞移植后3个月左心室射血分数仅提高了2.70%，移植后6个月左心室射血分数仅提高了3.31%。骨髓间充质干细胞治疗效果并不十分理想，严重限制了骨髓间充质干细胞在临床的推广应用，其中最主要的原因在于骨髓间充质干细胞在梗死心肌中的存活率不高，发挥不了骨髓间充质干细胞替代坏死死亡心肌细胞的目的^[16]。最近的研究策略也集中于提高骨髓间充质干细胞在局部缺血缺氧环境下的生存能力，力图在这一方面取得突破性的进展。经阿托伐他汀预处理的骨髓间充质干细胞能明显改进心肌梗死后的心功能不全^[17]。经血管紧张素预处理的骨髓间充质干细胞能通过促进旁分泌作用、血管生成、缝隙连接的形成，从而改善心肌梗死后的心功能^[18]。PPAR-γ激动剂吡格列酮预处理人类骨髓间充质干细胞，能促进骨髓间充质干细胞向心肌细胞分化，用这些预处理过的骨髓间充质干细胞治疗心肌梗死，能改善心肌梗死后的心功能不全^[4]。

PPAR-γ是类固醇超家族的一个核受体和转录因子。它与脂肪生成、脂质代谢、能量代谢、胰岛素敏感、炎症、细胞生长和分化等密切相关，除了具有调节血压、血脂稳态，提高胰岛素敏感性，调节免疫，抗炎抗凋亡的潜力，其还被证实与细胞的迁移、转化和促进血管生成等有关^[19]。在内皮细胞和血管平滑肌细胞均可观察到PPAR-γ的存在，同时有研究表明PPAR-γ在心肌梗死后心肌的重构、冠脉侧支循环的形成中起着重要的作用^[20]。PPAR-γ因其抗炎、抗凋亡、抗纤维化及血管保护作用而在细胞治疗中发挥作用^[21]。研究表明，PPAR-γ 能与不同的细胞因子和信号分子相互作用继而影响骨髓间充质干细胞分化的命运，而和骨髓间充质干细胞功能相关的一些旁分泌因子亦与PPAR-γ调节血管生成作用相关^[22]。Shinmura等^[4]研究提示PPAR-γ激动剂吡格列酮预处理人类骨髓间充质干细胞，能促进骨髓间充质干细胞向心肌细胞的横向分化。课题组之前的研究亦提示骨髓间充质干细胞+吡格列酮联合治疗心肌梗死，与单纯骨髓间充质干细胞移植相比较，能明显改善心肌梗死后的心功能不全^[5]。现有部分研究发现单纯吡格列酮口服治疗心肌梗死，能显著改善心肌梗死后的左心室肥大和左心室收缩压^[23]，以及减轻心肌梗死所导致的心肌纤维化^[24]。然而单纯吡格列酮口服治疗能否达到与骨髓间充质干细胞+吡格列酮联合治疗一样的效果，或者说外源性的骨髓间充质干细胞也许并没有起多大的作用，单纯吡格列酮也可能会导致心功能的改善？因为骨髓间充质干细胞本身就存在于身体的各个部位，尤其是骨髓中，吡格列酮口服后能否动员内源性的骨髓间充质干细胞的增殖和分化，从而导致心功能的改善？此研究的结果显示上述假设并不成立，单纯口服吡格列酮治疗后心功能并没有得到明显改善。课题组前期研究已经证实骨髓间充质干细胞+吡格列酮联合治疗心肌梗死，与单纯骨髓间充质干细胞移植相比较，能明显改善心肌梗死后的心功能不全^[5]。

PPAR-γ介导外源性骨髓间充质干细胞改善心肌梗死后心功能的机制与多种信号通路相关。而这些信号通路在干细胞治疗心血管疾病过程中发挥着极其重要的作用^[25]。研究表明，PPAR-γ与TGF-β1/SMAD通路密切相关，PPAR-γ能够拮抗TGF-β1/SMAD通路^[26]，应用PPAR-γ激动剂或增强其表达可以抑制TGF-β1/SMAD所介导的纤维化过程^[27]。PPAR-γ 可与TGF-β1的下游分子Smad2和Smad3进行结合^[28]，目前有证据显示Cx43与Smad2和Smad3的表达相关联^[29]，与该通路相关的文献在课题组的前期论文中已有较多叙述^[5]，在这里就不再展开论述。在此研究中，单纯口服吡格列酮治疗后TGF-β1/SMAD通路被抑制，TGF-β1、Smad2和Smad3表达下降，然而Cx43并不增加，而外源性骨髓间充质干细胞+吡格列酮联合治疗后TGF-β1、Smad2和Smad3表达下降，Cx43显著增加，进一步说明单纯口服吡格列酮治疗不能动员内源性骨髓间充质干细胞及促进其增殖和分化；PPAR-γ介导外源性骨髓间充质干细胞改善心肌梗死后心功能与抑制TGF-β1/SMAD通路进而促进外源性骨髓间充质干细胞表达Cx43相关，当然，更多的体内体外实验进一步研究和证实是必要的。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

过氧化物酶体增殖物激活受体γ促进外源性骨髓间充质干细胞表达Cx43的作用及机制

Peroxisome proliferator-activated receptor gamma promotes exogenous mesenchymal stem cells to express connexin 43: its role and mechanism

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