骨髓极小胚胎样干细胞药物动员并定向归巢提高梗死心肌再生疗效及机制研究

为提高骨髓干细胞治疗效果，本项目基于我们他汀"改良土壤"研究的突破，"优选种子"骨髓极小胚胎样干细胞（VSELs），并假设其能被药物(他汀和白藜芦醇)特异动员并定向归巢而再生心肌。拟以野生小鼠432只，制作急性心肌梗死（AMI）模型，随机分为假手术、AMI、AMI+粒细胞集落刺激因子、他汀、白藜芦醇和后两药联合处理6组。每组于AMI48小时取血测血常规和血清CK-MB（n=12）、行VSELs计数（n=12）、检测其心肌分化标志物（n=12），并测定心肌组织的基质细胞衍生因子1及其调控分子；于AMI后1和4周测定心功能,随后测量病理梗死面积（n=12）。另每组24只先放射摧毁自身骨髓细胞并接受绿色荧光蛋白小鼠的骨髓移植，8周后造模，再于AMI后5天、4周取左心室分别计数正常和梗死区归巢VSELs和归巢细胞的分化。可望证明上述假设并初步阐明其机制。原创性突出并有重大的科学意义和临床应用价值。

近年来,在啮齿类动物和人骨髓及其他组织中发现了一种数量极少的极小胚胎样干细胞(VSELs),器官损伤时可被动员到外周血中并受基质细胞衍生因子(SDF-1)等趋化向损伤区归巢，但其具体机制不清。本课题组在完成白藜芦醇提高心梗后心肌SDF-1表达水平从而促进VSELs归巢的研究后，进一步深入研究SDF-1对VSELs动员和归巢的影响及其分子信号途径，同时研究口服他汀与白藜芦醇相比是否能提高VSELs的动员。结果表明，在缺血缺氧条件下,心肌细胞SDF-1的调节是p53依赖性的，急性心梗后48小时心肌组织SIRT1明显减低,p53乙酰化,影响了下游SDF-1及SDF-1α表达分泌。通过对p53的K379位点和K370位点的乙酰化水平进行检测，发现白藜芦醇可以抑制p53的乙酰化,提高了梗死心肌SDF-1及SDF-1α水平。心梗后4周利用超声测量各组的心功能指标，得到白藜芦醇组心功能较对照组有明显改善，尼克酰胺抑制实验提示白藜芦醇是通过上调SIRT1的去乙酰化作用发挥改善心功能的作用，使梗死面积缩小，瘢痕化减少的。口服他汀与白藜芦醇相比，并没有增加心肌SDF-1的表达量。这些结果提示在外周血中检测到骨髓干细胞的成分中发现的VSELs具有显著优势，是心肌再生的“理想种子”，为后续移植研究提供坚实的实验依据。白藜芦醇可通过上调SIRT1的水平，抑制p53的乙酰化，进而上调SDF-1的水平，促使干细胞向梗死心肌局部迁移和修复。并且，本课题首次证实了他汀类药物与白藜芦醇相比，不能特异性地动员骨髓VSELs定向归巢至梗死心肌。本研究验证了骨髓VSELs在急性心肌梗死后或应用特异性动员剂后即表达心肌细胞标志物，且定向归巢于梗死心肌，从而有效再生心肌和血管，改善心功能，在国际上首次揭示了白藜芦醇干预p53/SDF-1的调节通路，为白藜芦醇的应用与临床心梗后心肌修复提供科学依据，为心肌再生修复治疗提供新策略。