黄芪联合组织激肽释放酶基因修饰BMSCs治疗急性心肌梗死的实验研究

Stem cell therapy and gene therapy brought new method and hope for the therapy of myocardial infarction(MI). Animal experiment and clinic trial confirmed that BMSCs transplantation can repair the damaged myocardium and improve the cardiac function after MI, but it has the critical defect of low survival rate of BMSCs transplantation; astraglus that is the medicinal herb of Gansu can significantly improve cardiac function and reduce the areas of MI and promote the proliferation of BMSCs, but it was not unclear if astraglus can increase the survival rate of BMSCs transplantation in vivo; Kinin kallikrein system(KKS) can protect the damaged myocardium, but tissue kallilrein gene can increase the effects of BMSCs on MI? In this study, we will combine astraglus with Ex-vivo method to treat the rats with MI, then observe the effects of treatment combined astraglus and gene and stem cell therapy on MI through testing the following three hands:(1)macro perspectives including cardiac function, and ST-T, and the areas of MI and myocardial ultrastructure, and (2) molecular levels including inflammatrory factor, and SOD and NO, and PGI2 and mRNA of TK and BK2 receptors, and vascular ehdothelial growth factor(VEGF), and (3)Cardiac electrophysiology including potassium ion channel protein Kv1.2 and Kv1.5.

细胞治疗和基因治疗为心肌梗死的治疗带来了新的手段和希望。动物实验和临床试验证实骨髓间充质干细胞移植（BMSCs）可修复受损心肌、改善心肌梗死后心功能，但存在移植后细胞生存率低的问题；甘肃道地药材黄芪可以显著改善心功能、减少了心肌梗死的面积，体外可以促进BMSCs增殖，但体内是否可以提高BMSCs存活率尚不清楚；激肽释放酶系统在心肌梗死时发挥保护作用，组织激肽释放酶基因是否可以增强BMSCs细胞移植治疗心肌梗死的效果尚不清楚。本研究预采用黄芪联合Ex-Vivo方法，将中药治疗、基因、细胞治疗三种干预措施结合，分别从宏观（心功能、ST-T、心肌梗死面积、心肌超微结构）、分子（炎症因子、SOD、NO、PGI2、组织激肽释放酶TK和BK2受体的mRNA、血管内皮生长因子）和心肌电生理（钾离子通道蛋白Kv1.2和Kv1.5）三个方面评价治疗心肌梗死的效果。

心梗作为冠心病主要的疾病构成，存在高患病率、高致死率和高致残率的特点，而且逐渐年轻化，严重危害人群的健康和生命。心肌梗死是由于缺血缺氧引起了心肌细胞的坏死，坏死的心肌细胞不可再生、不可修复。骨髓间充质干细胞在特定的诱导剂作用下具有向心肌细胞分化的能力，为心梗的治疗带来心途径，而传统诱导剂5-aza为细胞毒性药物，因此找到更安全的诱导剂很有必要。基因修饰是一种有效途径，尚处于探索阶段，尚无最佳的基因修饰方案。组织激肽释放酶系统（KKS）在心肌及全身缺血缺氧状态下持续释放，可以恢复心脏功能，抑制心室重构和纤维化，在心梗时发挥保护作用。组织激肽释放酶1（KLK1）缺陷小鼠心梗后诱发心衰引起的死亡风险增加，给予腺病毒为载体的KLK1后能明显改善心功能，增加毛细血管和小动脉数量及血管内皮生长因子受体的表达。目前尚无KLK1基因转染诱导骨岁间充质干细胞向心肌细胞分化的研究。黄芪作为甘肃道地药材，具有益气健脾功效，可以促进人体肌肉生长。本研究预分别利用体外和体内实验，观察中药黄芪联合KLK1基因修饰骨髓间充质干细胞是否可以向心肌细胞分化及移植后对心梗的疗效。结果发现黄芪可以提高细胞移植生存率，减少心梗面积，可能与其抑制炎症反应有关；KLK1基因修饰不仅可以提高细胞移植生存率，还可以促进骨髓间充质干细胞向心肌样细胞分化，减少心梗面积，可能与其抑制炎症反应和促进新生血管有关；但黄芪联合KLK1并没有增强这些作用。