CD133+细胞联合人脐血干细胞在心力衰竭小鼠中的作用

中国组织工程研究第20卷第14期2016–04–01出版ChineseJournalofTissueEngineeringResearchApril1,2016Vol.20,No.14P.O.Box10002,Shenyang110180·研究原著·后梅，女，1969年生，主治医师，主要从事老年心血管病方面的研究。通讯作者：张红星，副主任医师，昆明医科大学第一附属医院干疗科，云南省昆明市650032中图分类号:R394.2文献标识码:B文章编号:2095-4344(2016)14-02066-07稿件接受：2016-02-16细胞联合人脐血干细胞在心力衰竭小鼠中的作用后梅1，张红星2，叶青3，张勇4(昆明医科大学第一附属医院，1干疗科，2肿瘤内科，3心内科，4肿瘤放疗科，云南省昆明市650032)引用本文：后梅，张红星，叶青，张勇.CD133+细胞联合人脐血干细胞在心力衰竭小鼠中的作用[J].中国组织工程研究，2016，20(14):2066-2072.DOI:10.3969/j.issn.2095-4344.2016.14.013ORCID:0000-0002-3150-5226(后梅)文章快速阅读：文题释义：CD133+：可被3种CD133抗体识别：克隆AC133、293C3和AC141。AC133直接与CD133/1糖基化抗原表位结合，可用于从外周血、骨髓、脐血及其它组织中分析和分选CD133+细胞。脐血间充质干细胞：是以人脐血血清为主体的培养体系的脐血间充质干细胞培养扩增的方法，该细胞分离培养过程中贴壁细胞能表达CD44和CD29，而CD106表达相对较大，并不会表达造血细胞表型CD14、CD34、CD45和内皮细胞表型CD31，也不表达HLA-DR，细胞倍增时间为30h，细胞周期分析表明，G0-G1期和G2-M期所占比例分别为78.84%和11.16%。摘要背景：目前常规方法治疗心力衰竭效果不佳。目的：研究CD133+细胞联合人脐血干细胞在心力衰竭小鼠中的效果，为心力衰竭治疗提供依据。方法：采集足月妊娠顺产婴儿脐血，并利用淋巴细胞分离液法提取CD133+细胞和人脐血干细胞。将20只Balb/C裸小鼠随机等分为单个核细胞组和CD133+细胞联合人脐血干细胞组。2组小鼠均建立心力衰竭模型。单个核细胞组经尾注射单个核细胞治疗，CD133+细胞联合人脐血干细胞组经尾注射CD133+细胞联合人脐血干细胞治疗。结果与结论：①治疗后14d时：CD133+细胞联合人脐血干细胞组小鼠体质量及肝脏、心脏和肺脏质量显著大于单个核细胞组(P0.05)；②治疗30d后：CD133+细胞联合人脐血干细胞组小鼠心肌排列整齐，而单个核细胞组小鼠的心肌排列紊乱，CD133+细胞联合人脐血干细胞组小鼠心肌胶原纤维平均面积显著小于单个核细胞组(P0.05)，血清基质金属蛋白酶9浓度显著低于单个核细胞组(P0.05)，Masson染色结果显示，CD133+细胞联合人脐血干细胞组小鼠蓝色胶原纤维较少，排列相对整齐；单个核细胞组小鼠心内膜出现不同程度胶原纤维增多，排列紊乱；③结果提示：CD133+细胞联合人脐血干细胞治疗小鼠心力衰竭效果理想，具有较高的临床应用价值。关键词：干细胞；移植；人脐血干细胞；CD133+细胞；心力衰竭；协同作用；治疗效果；单个核细胞；血清基质金属蛋白酶9；Masson染色；国家自然科学基金主题词：心力衰竭；药物治疗；心肌细胞；组织工程基金资助：国家自然科学基金项目(81560462)CD133+细胞联合人脐血干细胞改善小鼠心力衰竭脐血干细胞转化医学意义：CD133+细胞联合人脐血干细胞治疗小鼠心力衰竭效果理想，具有较高的临床应用价值CD133+细胞心力衰竭小鼠模型后梅，等.CD133+细胞联合人脐血干细胞在心力衰竭小鼠中的作用ISSN2095-4344CN21-1581/RCODEN:ZLKHAH2067:ZhangHong-xing,Associatechiefphysician,DepartmentofMedicalOncology,FirstAffiliatedHospitalofKunmingMedicalUniversity,Kunming650032,YunnanProvince,ChinaCD133+cellsincombinationwithhumanumbilicalcordstemcellsinmouseheartfailureHouMei1,ZhangHong-xing2,YeQing3,ZhangYong4(1DepartmentofCadreTreatment,2DepartmentofMedicalOncology,3DepartmentofCardiology,4DepartmentofTumorRadiotherapy,FirstAffiliatedHospitalofKunmingMedicalUniversity,Kunming650032,YunnanProvince,China)AbstractBACKGROUND:Currently,conventionaltreatmentmethodsforheartfailureareallineffective.OBJECTIVE:ToexplorethecombinedeffectsofhumanumbilicalcordstemcellsandCD133+cellsinmicewithheartfailure,providinganewinsightintothetreatmentofheartfailure.METHODS:Full-termnewbornumbilicalcordfromvaginaldeliverywascollectedtoisolateCD133+cellsandhumanumbilicalcordstemcellsusinglymphocyteseparationmediummethod.TwentyBalb/Cnudemicewererandomlysubjectedtomononuclearcellinjection(mononuclearcellgroup)orinjectionofCD133+cellscombinedwithhumanumbilicalcordstemcells(combinedgroup)viathetailveinafterestablishingheartfailuremodels.RESULTSANDCONCLUSION:Fourteendaysafterinjection,thebodyweightandliver,heartandlungmassofmiceweresignificantlylargerinthecombinedgroupthanthemononuclearcellgroup(P0.05).After30days,myocardialcellsarrangedregularlyinthecombinedgroup,butdisorderlyinthemononuclearcellgroup;comparedwiththemononuclearcellgroup,theaverageareaofmyocardialcollagenfiberswassignificantlydecreasedinthecombinedgroup(P0.05),andthelevelofserummatrixmetalloproteinase-9wasalsosignificantlylowerinthecombinedgroup(P0.05).Massonstainingshowedthatblue-stainedcollagenfibersinthecombinedgroupwerelessbutarrangedneatly;however,inthemononuclearcellgroup,thenumberofcollagenfibersthatarrangedirregularlywasincreasedtodifferentextents.Toconclude,thecombineduseofCD133+cellsandhumanumbilicalcordstemcellshasdesiredoutcomesinthetreatmentofheartfailureinmice,indicatingahigherclinicalvalue.Subjectheadings:HeartFailure;DrugTherapy;Myocytes,Cardiac;TissueEngineeringFunding:theNationalNaturalScienceFoundationofChina,No.81560462Citethisarticle:HouM,ZhangHX,YeQ,ZhangY.CD133+cellsincombinationwithhumanumbilicalcordstemcellsinmouseheartfailure.ZhongguoZuzhiGongchengYanjiu.2016;20(14):2066-2072.0引言Introduction心力衰竭属退行性疾病[1]，每年患者达到2000万例次，并且每年用于失代偿心衰的费用达到1200亿美元，5年死亡率高达50%[2-3]。目前心力衰竭常以药物治疗，如：血管紧张素转换酶抑制剂、硝酸甘油片等，药物虽然能改善患者症状，但是多数方法难以治根，且多数损伤细胞难以修复再生，影响患者治疗预后[4-5]。研究显示骨髓干细胞能产生新的心肌细胞，并且能改善小鼠的心脏功能[6-7]。干细胞属于是一类比较特殊的细胞，细胞类型较多，如造血干细胞、造血祖细胞、内皮前体细胞等，该类细胞和其他细胞相比来源更加丰富、方便，对供者不会产生损害，移植后急、慢性移植物抗宿主病的发生率较低，并且该细胞受到胎盘的过滤保护，从而降低了感染率[8-9]。干细胞移植心衰的首篇文章于2001年在《Nature》发表，纽约医学院学者将骨髓干细胞移植到心梗小鼠心脏中，使其能产生新的心肌细胞，从而能改善心功能，文章揭开了干细胞治疗心衰的序幕。目前，细胞再生治疗的主要目的在于增加标准治疗基础上的获益，且细胞治疗集中在两大领域[10-11]：急性心肌梗死心脏恢复治疗和慢性缺血性心脏病心脏恢复治疗。心脏保护治疗的目的主要是限制心肌缺血损伤，对于心衰患者，细胞再生治疗旨在保留正常的心肌功能[12-13]。CD133属一种糖蛋白，是长效五羟淀粉跨膜糖蛋白成员之一，能定位细胞突起[14-15]。动物研究显示，CD133不仅只表达在造血干细胞、内皮祖细胞等干细胞表面，还能作用于肿瘤细胞中[16-19]。CD133能在不同的原始细胞中发挥重要的作用和效果，使得在脐血中分离原始干细胞成为可能[20]。作者拟观察CD133+细胞联合人脐血干细胞治疗心力衰竭小鼠模型的效果。1材料和方法Materialsandmethods1.1设计随机对照动物实验。1.2时间及地点实验于2013年10月至2015年12月在昆明医科大学第一附属医院干疗科、心内科完成。1.3材料清洁级Balb/C裸小鼠20只，体质量23.5-25.6g，雌雄不限，由昆明医科大学第一附属医院动物后梅，等.CD133+细胞联合人脐血干细胞在心力衰竭小鼠