第二臨床醫學院李保教授課題組發現過表達SDF-1α的骨髓間充質干細胞減輕心肌缺血再灌注損傷
急性心肌梗死是由冠狀動脈突然閉塞引起的，導致相應的心肌區域缺血，通常導致心肌壞死。再灌注治療會矛盾地引發心肌損傷，稱為缺血-再灌注損傷。這種機制部分是由炎癥通過多種相互作用的途徑驅動的。如何有效防治心肌發生缺血再灌注損傷，成為研究的重點。
基質細胞衍生因子1α(SDF-1α)最初被證明可以招募骨髓源性干細胞到心肌損傷部位，并作為內源性組織修復的重要調節因子出現。除了引導干細胞歸巢外，還可以增加干細胞在缺血心肌的存活率。心肌梗死后，SDF-1α的表達立即增加。然而，內在的SDF-1α表達上調對心臟修復的影響是短暫的和不足的。研究顯示干細胞療法可以促進梗死心臟組織修復，血管再生，功能增強，但是受限于移植成功率低，作用受限。如果易位干細胞的作用被證明在改善心臟功能方面很重要，那么通過基因轉移策略可能會利用或增強這些作用。臨床研究表明，SDF-1α過表達對于心肌慢性重構的梗死后心肌的邊界區可改善心功能和心肌血管密度。那么，過表達SDF-1α干細胞療法是否會在治療心肌缺血再灌注損傷過程中，也發揮積極作用呢？又是通過怎樣的機制呢？目前這方面的研究很少。課題組通過動物實驗進行探索。
采取結扎冠狀動脈前降支的方法建立小鼠心肌缺血再灌注模型。術前1h尾靜脈注射過表達SDF-1α的骨髓間充質干細胞，8h后將實驗小鼠處死。①心肌組織行HE染色和TUNEL染色，用于形態學觀察和凋亡檢測；②行間接免疫熒光檢測，用于示蹤骨髓間充質干細胞（BMSC）和中性粒細胞（PMN）。③氧化應激指標的檢測。
得到結果：過表達SDF-1α的骨髓間充質干細胞能夠降低心肌細胞的的凋亡，促進干細胞進入心肌損傷部位，抑制心肌組織中中性粒細胞浸潤的數量，減輕炎癥和氧化應激水平（見圖1）。
圖1.過表達SDF-1α的BMSC在心肌缺血再灌注小鼠中產生的作用。
SDF-1α歸巢干細胞對心肌起保護作用，而趨化PMN對心肌起損傷作用。究竟這兩者是怎樣的關系，小鼠作為一個完整的機體，其炎癥和氧化應激過程是復雜而相互交織的，無法拋開其它因素，去證實二者關系。所以，我們將從細胞實驗來進一步展開研究。構建心肌細胞缺氧復氧模型，通過Transwell實驗證實：缺氧復氧心肌細胞通過SDF-1/CXCR4信號途徑，一方面趨化PMN參與損傷部位的炎癥反應，另一方面募集BMSC能夠減輕PMN引起的心肌細胞損傷。其中，過表達SDF-1α不僅改善了BMSC移植成功率低的局限性，還能夠在不增加PMN趨化的同時減輕I/R對心肌細胞的損傷，更適合作為干細胞治療的工具細胞。（見圖2）該研究以“Intravenous Injection of SDF-1α-overexpressing Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells has a Potential Protective Effect on Myocardial Ischemia in Mice”為題發表于《Current Stem Cell Research & Therapy》雜志，DOI：10.2174/1574888X17666220318144608。第二臨床醫學院心內科在讀博士王瑞華為第一作者，李保教授為通訊作者。
圖2.過表達SDF-1α促進BMSC向H/R心肌細胞遷移并減輕心肌細胞損傷
