Gr-1+CD11b+髓样细胞治疗缺血性疾病的实验研究

冠心病和糖尿病是人类健康的两大主要威胁。对于冠心病和糖尿病引起的缺血性疾病的治疗，目前在世界上有基因和干细胞治疗两大热点探索领域。基因对缺血性疾病的治疗结果令人鼓舞，但载体的安全性和有效性是迫切需要解决的问题。胚胎干细胞对许多疾病都有效，但存在伦理、免疫排异等问题。人成体干细胞可分化为心肌细胞、内皮细胞等，但是，对于成体干细胞在缺血部位的作用目前争论很大。髓样细胞源于血液多能干细胞，有报道髓样细胞可促进血管新生。我们亦在Cancer Cell上报道，Gr-1+CD11b+髓样细胞能促进肿瘤血管的新生。进一步研究发现其对缺血、缺氧部位有很强的趋化作用且能缩小心肌梗死面积，因此，Gr-1+CD11b+髓样细胞可能作为一个效率高、安全性强且无伦理争议细胞治疗源，用于缺血性疾病的治疗。通过Gr-1+CD11b+髓样细胞治疗缺血性心脏和下肢病变的功能和机制研究，为缺血性疾病的治疗提高新的途径。

本课题旨在研究Gr1+CD11b+髓样细胞在缺血性疾病中的作用及机制。通过细胞分选成功获取Gr1+CD11b+髓样细胞。体外和主动脉环共培养发现Gr1+CD11b+髓样细胞促进内皮细胞的出芽生长。经鼠尾静脉注射Gr1+CD11b+髓样细胞，通过小鼠背部负窗模型观察，Gr1+CD11b+髓样细胞明显增加血管的生长。进一步制作小鼠心肌梗塞模型，经鼠尾静脉注射Gr1+CD11b+髓样细胞后发现，Gr1+CD11b+髓样细胞归集至缺血损伤部位，通过血管新生和血管再生促进心功能改善，缩小心肌梗塞面积。同样，制作小鼠下肢缺血模型，局部注射Gr1+CD11b+髓样细胞后发现缺血下肢血管新生增加，下肢血运明显改善。进一步研究发现，缺血损伤部位SDF-1表达明显增加，Gr1+CD11b+髓样细胞表面表达较多的CXCR4+；CXCR4+抑制剂AMD3100明显减少Gr1+CD11b+髓样细胞向缺血损伤区的归集。这说明SDF-1- CXCR4+ 轴在Gr1+CD11b+髓样细胞向缺血损伤区起重要作用。由于体内Gr1+CD11b+髓样细胞数量较少，为了扩增Gr1+CD11b+髓样细胞，我们发现在小鼠Gr1+CD11b+髓样细胞上conditional 敲除C/EBPalpha，可明显增加Gr1+CD11b+髓样细胞数量，且心肌梗塞后心功能恶化明显减轻。我们亦尝试通过基因修饰MSCs，然后在缺血微环境下诱导其生成Gr1+CD11b+髓样细胞，从而减轻缺血性损伤。结论：静脉注射Gr1+CD11b+髓样细胞能减轻组织缺血性损伤，其通过SDF-1- CXCR4+ 轴归集至缺血损伤部位，通过血管新生和再生起作用。在Gr1+CD11b+髓样细胞上敲除C/EBPalpha基因促进其增殖。基因修饰MSCs，然后在缺血微环境下诱导其生成Gr1+CD11b+髓样细胞有待进一步研究。