S1P参与骨骼肌成肌细胞移植治疗大鼠心肌梗死模型的研究

目前心肌梗死常规的治疗措施都不能逆转死亡的心肌细胞。骨骼肌成肌细胞移植治疗能够取代坏死的心肌细胞、增加有收缩功能的细胞数量，从而达到改善心功能的目的，被认为是具有广泛临床应用前景的一种治疗手段。1-磷酸鞘氨醇(S1P)具有很强的促血管生长和抗纤维化及心肌保护作用，增加心肌内源性NO生成及减少心律失常。为解决骨骼肌成肌细胞单独移植治疗心肌梗死的问题，我们利用在体心梗动物模型和离体缺氧/复氧心肌细胞损伤模型开展了骨骼肌成肌细胞加入外源性S1P治疗心肌缺血的实验研究。观察共同移植后骨骼肌成肌细胞生长发育情况；评价S1P参与骨骼肌成肌细胞移植治疗心肌梗死的疗效；验证共同移植假说- - 延长移植细胞的存活时间和减少移植后心律失常发生；探讨S1P在移植过程中对骨骼肌成肌细胞增殖、分化、迁移和对心肌细胞的保护作用及其分子调控机制。为S1P参与骨骼肌成肌细胞移植治疗心肌梗死提供理论和实验基础。

目的：探讨1-磷酸神经鞘氨醇（sphingosine 1-phosphate, S1P）联合大鼠骨骼肌成肌细胞对治疗急性心肌梗死的作用。通过离体共同培养新生大鼠心肌细胞和大鼠成肌细胞，建立共培养细胞缺氧/复氧损伤模型和在体结扎大鼠冠状动脉前降支建立急性心肌梗死模型两方面开展实验。离体实验于复氧期开始给与S1P干预，复氧4h后，利用2，4二硝基苯肼显色法检测乳酸脱氢酶（Lactate Dehydrogenase，LDH）活性，硫代巴比妥酸显色法检测丙二醛 (Maleic Dialdehyde，MDA)含量，原位末端标记法（TUNEL）标测细胞凋亡，并比较各组间差异。从而观察S1P对共同培养新生大鼠心肌细胞和大鼠成肌细胞缺氧后复氧诱导细胞损伤的影响。在体结扎大鼠冠状动脉前降支建立急性心肌梗死模型，分别将无血清培养基、骨骼肌成肌细胞、导入GFP-S1P的骨骼肌成肌细胞、导入GFP的骨骼肌成肌细胞注射到梗死区，24 h后检测移植细胞的凋亡，4周后检测心脏功能、心肌梗死面积变化，以阐明转基因骨骼肌成肌细胞对急性心肌梗死的治疗作用。同时探讨S1P在移植过程中对骨骼肌成肌细胞增殖、分化和对心肌细胞的保护作用及其分子调控机制。结果：离体实验：①新生大鼠心肌细胞在培养24h后开始贴壁生长，培养6 d内细胞数量未见明显变化，培养2 d后倒置显微镜下见散在的具有搏动能力的心肌细胞，第3 d天可见散在的心肌细胞相互间连接成合胞且可见细胞搏动, 4-5 d天成同一节律的搏动。②不同浓度S1P均减少共同培养心肌细胞和成肌细胞缺氧/复氧损伤后LDH和MDA含量，即可减轻复氧所诱导的细胞损伤。③S1P抑制共同培养心肌细胞和骨骼肌成肌细胞缺氧/复氧损伤后细胞凋亡。在体实验：导入GFP-S1P的成肌细胞移植后，在上述指标方面均优于对照组（骨骼肌成肌细胞组、导入GFP的骨骼肌成肌细胞组）及未转染成肌细胞移植组：①移植24 h后同转入脂质体的成肌细胞出现了移植细胞凋亡的减少（P<0.01）心肌梗死面积明显下降。②心功能明显改善（P<0.01）。结论：S1P可减少因复氧所诱导的共同培养细胞损伤，抑制细胞凋亡。导入GFP-S1P的成肌细胞移植移植后对急性心肌梗死的治疗作用明显优于对照组及未转染成肌细胞，S1P促进成肌细胞增殖、分化和对心肌细胞的保护作用，证明了S1P协同成肌细胞移植治疗心肌梗死的可行性。