干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强课件

干细胞移植治疗急性心肌梗死

TheeffectsofMSCstransplantationforacutemyocardialinfarction

天津中医药大学第二附属医院

TheSecondTeachingHospitalofTUTCM徐强干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强干细胞移植治疗急性心肌梗死

Theeffectsof1Background干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强Background干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强2MirandaD.Grounds,etal.TheJournalofHistochemistry&Cytochemistry2002,50(5):589–610干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强MirandaD.Grounds,etal.The3干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强4干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强5干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强6ESCandASCESCASC来自胚泡的内细胞群来源于骨髓、外周血、角膜、视网膜、脑、骨骼肌、齿髓、肝、皮肤、胃肠道粘膜层和胰腺等发育全能性，可诱导分化为机体分化较局限，部分成体干细胞（造血干细胞、骨髓间充质干细胞、神经干细胞）有一定跨系、跨胚层的“可塑性”无限的自我更新能力病理条件下才显出一定的自我更新潜能增殖能力强，便于应用增殖能力较弱，故不能完全取代胚胎干细胞细胞可不断增殖，“永生化”，移植后有形成肿瘤的可能性成瘤的可能性很小不能自体移植自体移植可避免免疫排斥有伦理问题分离和使用不存在伦理问题干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强ESCandASCESCASC来自胚泡的内细胞群来源于骨7BMC(bonemarrowcell)干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强BMC(bonemarrowcell)干细胞移植治疗急性8Nature/Vol428/3April2004/664-8

145例HSC移植入正常或者损伤的成年小鼠心脏的实验研究，没有发现由干细胞转分化而来的心肌，并且干细胞移植组相对于假移植组心肌细胞数量没有明显的增加，为心肌修复的临床研究提供一个警示。心脏功能上的改善可能是由于移植对左心室重塑的影响或者是产生了新生血管，而不是心肌再生。过去两年来，开展了一些使用骨髓祖细胞进行心脏修复临床试验。在目前研究中，HSC不能转化形成新的心肌对这些试验的理论基础提出了质疑。

ProblemsofHSC干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强Nature/Vol428/3April2004/6649HSC（CD34+）TransplatitionforAMIJThoracCardiovascSurg2005;130:1631-8干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强HSC（CD34+）TransplatitionforA10干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强11是骨髓中除造血细胞以外的中胚层来源的细胞，其细胞特性稳定，在连续传代培养和冻存后仍具有多向分化潜能。在特定的诱导条件下，骨髓间充质干细胞可以分化为间充质组织中的各类细胞，包括：骨、软骨、脂肪、肌腱、韧带等细胞。骨髓间充质干细胞（mesenchymalstemcell,MSC）干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强是骨髓中除造血细胞以外的中胚层来源的细胞，其细胞特性稳定，在12

（K.D.Bunting,R.G.Hawley.BiologyoftheCell2003,95:563–578）MSC(mesenchymalstemcell)DIFFERITION干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强（K.D.Bunting,R.G.Hawley13梗死的心脏注入富含鼠的骨髓干细胞后，40%的心肌层得到恢复。

——Olic.Nature.2001,410:701-705用人的骨髓来源的干细胞使心肌梗死鼠30%～40%的心功能得到改善。

——Kocher.NatMed.2001,7:430-436

干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强梗死的心脏注入富含鼠的骨髓干细胞后，40%的心肌层得到恢复。14Currentproblem----evidence骨髓干细胞究竟能否分化成心肌细胞却始终有争议，目前仍无法完全证实MSC可分化为心肌细胞。？？？干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强Currentproblem----evidence骨髓干15NewFocus----microenvironment

急性心肌梗死后局部微环境发生的一系列炎症反应，对干细胞的存活、分化、迁移等都有很大影响。干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强NewFocus----microenvironment16MSC原代传代前细胞形态（100×）贴壁细胞增殖融合，铺满瓶底90%左右，未贴壁细胞是造血干细胞及组织碎片干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强MSC原代传代前细胞形态（100×）贴壁细胞增殖融合，铺满17p1（100×）

p4（100×）

p3（100×）

p2（100×）

干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强p1（100×）p4（100×）p3（100×）p2（18流式细胞鉴定CD106、CD90表达阳性，CD31、CD45表达阴性干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强流式细胞鉴定CD106、CD90表达阳性，CD31、CD19DiL标记结果（200×）

干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强DiL标记结果（200×）干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强20AMINormal复方丹参滴丸对骨髓间充质干细胞移植治疗急性心肌梗死干预作用的实验研究干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强AMINormal复方丹参滴丸对骨髓间充质干细胞移植治疗急性21NormalAMI干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强NormalA22NBT干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强NBT干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强23NORMALAMI干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强NORMAL24AMIGroup左室后壁增厚，运动幅度变小

CDDP＋MSCGroup左室后壁厚度均匀，运动幅度正常干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强AMIGroupCDDP＋MSCGroup干细胞移植治疗25对AMI大鼠心脏射血分数的影响孙兰军等，中华医学临床杂志，2008，6（2）：4＊＊干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强对AMI大鼠心脏射血分数的影响孙兰军等，中华医学临床杂志，226心肌梗死面积测定结果模型组MSCs＋复方丹参滴丸组＊＊干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强心肌梗死面积测定结果模型组MSCs＋复方丹参滴丸组＊＊干细胞27A，培养MSC用DiI（红色）和Hoechst33258（蓝色）染色的照片；B，心脏切片用Hoechst33258染色的照片，箭头显示部分移植的MSC；C，对照组心脏几乎没有MSC定位；干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强A，培养MSC用DiI（红色）和Hoechst33258（蓝28MSC移植后成活和增殖

干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强MSC移植后成活和增殖干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强29极少量移植地细胞能表达α-actinin，说明开始向心肌细胞分化，但这种分化是不完全的，因为没有横纹的出现。相对较多的细胞表达血管性血友病因子(vWF)，说明移植的MSC能够向内皮细胞分化。干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强极少量移植地细胞能表达α-actinin，说明开始向心肌细胞30CX-43染色在同一视野看到Dil标记的植入的红色荧光的MSCs和二抗FITC标记的相应绿色荧光的

CX-43阳性表达CDDP+MSC组（200×）干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强CX-43染色在同一视野看到Dil标记的植入的红色荧光的MS31CX-43染色MSC组（200×）干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强CX-43染色MSC组（200×）干细胞移植治疗急性心肌梗死32TroponinⅠ染色CDDP+MSC组（200×）在同一视野看到Dil标记的植入的红色荧光的MSCs和二抗FITC标记的相应绿色荧光的

TroponinⅠ阳性表达，干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强TroponinⅠ染色CDDP+MSC组（200×）在同33TroponinⅠ染色MSCsGroupTroponinⅠ表达（200×）

干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强TroponinⅠ染色MSCsGroupTroponi34对心脏胶原沉积的影响HEPicrosiriusredHEPicrosiriusred

normalMSCs+CDDPMSCsmodel干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强对心脏胶原沉积的影响HE35各心梗组大鼠的胶原含量无显著差异。但是，MSC和CDDP+MSC移植使心肌梗死区I/III型胶原比值分别降低了77％和84％。说明细胞移植能增加III型胶原含量，改善心肌顺应性，可能会对心功能有益。干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强各心梗组大鼠的胶原含量无显著差异。但是，MSC和CDDP+M36**BalcalininducedmigrationofMscs干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强**Balcalininducedmigrationo37Real-timequantitativeRT-PCRanalysisofVEGF,SCF,SDF-1αandMCP-1mRNAchange*p<0.05,**p<0.01,comparedtomodel.(n=6),

******干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强Real-timequantitativeR38***干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强***干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强39ConclusionsCDDP可能通过多种途径和机制干预诱导植入梗塞大鼠心肌干细胞的分化成活，并使植入细胞表达心肌特异性蛋白，说明植入细胞已分化为心肌样细胞，同时可抑制胶原沉积，改善微环境。

有望成为中医药治疗心血管疾病的一个新的发展方向，作为现代治疗方法的补充手段，为临床带来广阔的应用前景。干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强ConclusionsCDDP可能通过多种途径40Isstemcelltherapyforcardiac

repairreadyforpatients?干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强Isstemcelltherapyforcardi41RandomizedClinicalTrialsofStemCellTherapyforMI

StudynCellType/TreatmentModeofDelivery

EndPoint

P

Janssensetal67BMMNCsIntracoronaryLVejectionfraction0.36BOOST60BMMNCsIntracoronaryLVejectionfraction0.0026ASTAMI100BMMNCsIntracoronaryLVejectionfraction0.05*REPAIR-AMI204BMMNCsIntracoronaryLVejectionfraction0.021Zohlnhoeferetal114G-CSFSubcutaneousInfarctsize0.79STEMMI62G-CSFSubcutaneousLVsystolicwallthickening1.00BMMNCsindicatesbonemarrowmononuclearcells;G-CSF,granulocytecolony-stimulatingfactor;andSTEMMI,StemCellsinMyocardialInfarction.*LVejectionfractionwashigherinthecontrolgroup.Circulation.2006;114:353-358.

干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强RandomizedClinicalTrialsof42Arrhythmias

Restenosis,AcceleratedAtherosclerosis,andCoronaryObstruction

AbnormalCellularDifferentiation

Inaddition，SafetyConcerns干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强Arrhythmias

Restenosis,Ac43Isstemcelltherapyforcardiacrepairreadyforpatients?

Notready干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强Isstemcelltherapyforcardi44

作为一项新生事物，干细胞移植可能是治疗缺血性心脏病令人激动的新选择。尤其是那些有大面积心肌梗死患者，因其预后不佳，更有可能从细胞移植治疗中获益。但迄今为止，临床试验结果相互矛盾，仍然处于实验性治疗阶段。干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强作为一项新生事物，干细胞移植可能是治疗缺血45谢谢！谢谢！干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强谢谢！谢谢！干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强46干细胞移植治疗急性心肌梗死

TheeffectsofMSCstransplantationforacutemyocardialinfarction

天津中医药大学第二附属医院

TheSecondTeachingHospitalofTUTCM徐强干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强干细胞移植治疗急性心肌梗死

Theeffectsof47Background干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强Background干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强48MirandaD.Grounds,etal.TheJournalofHistochemistry&Cytochemistry2002,50(5):589–610干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强MirandaD.Grounds,etal.The49干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强50干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强51干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强52ESCandASCESCASC来自胚泡的内细胞群来源于骨髓、外周血、角膜、视网膜、脑、骨骼肌、齿髓、肝、皮肤、胃肠道粘膜层和胰腺等发育全能性，可诱导分化为机体分化较局限，部分成体干细胞（造血干细胞、骨髓间充质干细胞、神经干细胞）有一定跨系、跨胚层的“可塑性”无限的自我更新能力病理条件下才显出一定的自我更新潜能增殖能力强，便于应用增殖能力较弱，故不能完全取代胚胎干细胞细胞可不断增殖，“永生化”，移植后有形成肿瘤的可能性成瘤的可能性很小不能自体移植自体移植可避免免疫排斥有伦理问题分离和使用不存在伦理问题干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强ESCandASCESCASC来自胚泡的内细胞群来源于骨53BMC(bonemarrowcell)干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强BMC(bonemarrowcell)干细胞移植治疗急性54Nature/Vol428/3April2004/664-8

145例HSC移植入正常或者损伤的成年小鼠心脏的实验研究，没有发现由干细胞转分化而来的心肌，并且干细胞移植组相对于假移植组心肌细胞数量没有明显的增加，为心肌修复的临床研究提供一个警示。心脏功能上的改善可能是由于移植对左心室重塑的影响或者是产生了新生血管，而不是心肌再生。过去两年来，开展了一些使用骨髓祖细胞进行心脏修复临床试验。在目前研究中，HSC不能转化形成新的心肌对这些试验的理论基础提出了质疑。

ProblemsofHSC干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强Nature/Vol428/3April2004/66455HSC（CD34+）TransplatitionforAMIJThoracCardiovascSurg2005;130:1631-8干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强HSC（CD34+）TransplatitionforA56干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强57是骨髓中除造血细胞以外的中胚层来源的细胞，其细胞特性稳定，在连续传代培养和冻存后仍具有多向分化潜能。在特定的诱导条件下，骨髓间充质干细胞可以分化为间充质组织中的各类细胞，包括：骨、软骨、脂肪、肌腱、韧带等细胞。骨髓间充质干细胞（mesenchymalstemcell,MSC）干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强是骨髓中除造血细胞以外的中胚层来源的细胞，其细胞特性稳定，在58

（K.D.Bunting,R.G.Hawley.BiologyoftheCell2003,95:563–578）MSC(mesenchymalstemcell)DIFFERITION干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强（K.D.Bunting,R.G.Hawley59梗死的心脏注入富含鼠的骨髓干细胞后，40%的心肌层得到恢复。

——Olic.Nature.2001,410:701-705用人的骨髓来源的干细胞使心肌梗死鼠30%～40%的心功能得到改善。

——Kocher.NatMed.2001,7:430-436

干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强梗死的心脏注入富含鼠的骨髓干细胞后，40%的心肌层得到恢复。60Currentproblem----evidence骨髓干细胞究竟能否分化成心肌细胞却始终有争议，目前仍无法完全证实MSC可分化为心肌细胞。？？？干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强Currentproblem----evidence骨髓干61NewFocus----microenvironment

急性心肌梗死后局部微环境发生的一系列炎症反应，对干细胞的存活、分化、迁移等都有很大影响。干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强NewFocus----microenvironment62MSC原代传代前细胞形态（100×）贴壁细胞增殖融合，铺满瓶底90%左右，未贴壁细胞是造血干细胞及组织碎片干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强MSC原代传代前细胞形态（100×）贴壁细胞增殖融合，铺满63p1（100×）

p4（100×）

p3（100×）

p2（100×）

干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强p1（100×）p4（100×）p3（100×）p2（64流式细胞鉴定CD106、CD90表达阳性，CD31、CD45表达阴性干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强流式细胞鉴定CD106、CD90表达阳性，CD31、CD65DiL标记结果（200×）

干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强DiL标记结果（200×）干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强66AMINormal复方丹参滴丸对骨髓间充质干细胞移植治疗急性心肌梗死干预作用的实验研究干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强AMINormal复方丹参滴丸对骨髓间充质干细胞移植治疗急性67NormalAMI干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强NormalA68NBT干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强NBT干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强69NORMALAMI干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强NORMAL70AMIGroup左室后壁增厚，运动幅度变小

CDDP＋MSCGroup左室后壁厚度均匀，运动幅度正常干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强AMIGroupCDDP＋MSCGroup干细胞移植治疗71对AMI大鼠心脏射血分数的影响孙兰军等，中华医学临床杂志，2008，6（2）：4＊＊干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强对AMI大鼠心脏射血分数的影响孙兰军等，中华医学临床杂志，272心肌梗死面积测定结果模型组MSCs＋复方丹参滴丸组＊＊干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强心肌梗死面积测定结果模型组MSCs＋复方丹参滴丸组＊＊干细胞73A，培养MSC用DiI（红色）和Hoechst33258（蓝色）染色的照片；B，心脏切片用Hoechst33258染色的照片，箭头显示部分移植的MSC；C，对照组心脏几乎没有MSC定位；干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强A，培养MSC用DiI（红色）和Hoechst33258（蓝74MSC移植后成活和增殖

干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强MSC移植后成活和增殖干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强75极少量移植地细胞能表达α-actinin，说明开始向心肌细胞分化，但这种分化是不完全的，因为没有横纹的出现。相对较多的细胞表达血管性血友病因子(vWF)，说明移植的MSC能够向内皮细胞分化。干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强极少量移植地细胞能表达α-actinin，说明开始向心肌细胞76CX-43染色在同一视野看到Dil标记的植入的红色荧光的MSCs和二抗FITC标记的相应绿色荧光的

CX-43阳性表达CDDP+MSC组（200×）干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强CX-43染色在同一视野看到Dil标记的植入的红色荧光的MS77CX-43染色MSC组（200×）干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强CX-43染色MSC组（200×）干细胞移植治疗急性心肌梗死78TroponinⅠ染色CDDP+MSC组（200×）在同一视野看到Dil标记的植入的红色荧光的MSCs和二抗FITC标记的相应绿色荧光的

TroponinⅠ阳性表达，干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强TroponinⅠ染色CDDP+MSC组（200×）在同79TroponinⅠ染色MSCsGroupTroponinⅠ表达（200×）

干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强TroponinⅠ染色MSCsGroupTroponi80对心脏胶原沉积的影响HEPicrosiriusredHEPicrosiriusred

normalMSCs+CDDPMSCsmodel干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强对心脏胶原沉积的影响HE81各心梗组大鼠的胶原含量无显著差异。但是，MSC和CDDP+MSC移植使心肌梗死区I/III型胶原比值分别降低了77％和84％。说明细胞移植能增加III型胶原含量，改善心肌顺应性，可能会对心功能有益。干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强各心梗组大鼠的胶原含量无显著差异。但是，MSC和CDDP+M82**BalcalininducedmigrationofMscs干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强**Balcalininducedmigrationo83Real-timequantitativeRT-PCRanalysisofVEGF,SCF,SDF-1αandMCP-1mRNAchange*p<0.05,**p<0.01,comparedtomodel.(n=6),

******干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强Real-timequantitativeR84***干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强***干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强85ConclusionsCDDP可能通过多种途径和机制干预诱导植入梗塞大鼠心肌干细胞的分化成活，并使植入细胞表达心肌特异性蛋白，说明植入细胞已分化为心肌样细胞，同时可抑制胶原沉积，改善微环境。

有望成为中医药治疗心血管疾病的一个新的发展方向，作为现代治疗方法的补充手段，为临床带来广阔的应用前景。干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强ConclusionsCDDP可能通过多种途径86Isstemcelltherapyforcardiac

repairreadyforpatients?干细胞移植治疗急性心肌梗死-徐强Isstemcelltherapyforcardi87RandomizedClinicalTrialsofStemCellTher