地黄低聚糖对基因转染骨髓间充质干细胞治疗心力衰竭的效应和机制研究

心力衰竭（心衰）是严重危害人类健康的主要疾病之一。目前其治疗措施主要有药物、辅助装置、心脏移植、细胞移植和基因治疗等。上述措施虽在其防治上发挥了一定的作用，但仍存在很大的局限性，患者治疗状况未得到根本性地改善，研发新的心衰治疗措施仍是今后关注的重点。本课题拟将Nkx2.5基因转染骨髓间充质干细胞（MSCs)，研究Nkx2.5转染后MSCs向心肌细胞的转化以及地黄低聚糖（RGOs）对其生长和分化的影响；复制小型猪心衰模型，联合应用Nkx2.5转染MSCs和RGOs，研究RGOs联合Nkx2.5转染MSCs对心衰的治疗作用，分别从整体、细胞和分子水平揭示RGOs联合Nkx2.5转染对MSCs增殖、分化、电生理改变的影响以及对心衰的治疗作用和机制。本研究将传统医药与现代生物医学手段相结合应用于心衰的干细胞移植治疗中，发掘中药在现代医学中的新用途，以期为心衰提供新的治疗措施以及理论和实验依据。

心力衰竭（心衰）是严重危害人类健康的主要疾病之一。目前其治疗措施主要有药物、辅助装置、心脏移植、细胞移植和基因治疗等。上述措施虽在其防治上发挥了一定的作用，但仍存在很大的局限性，患者治疗状况未得到根本性地改善，心衰发病机制和新的治疗措施研究仍是目前关注的重点。本课题将Nkx2.5基因转染骨髓间充质干细胞（BM-MSCs)，研究Nkx2.5转染后MSCs向心肌细胞的转化以及地黄低聚糖（RGOs）和钾通道开放剂（KCO）对其生长和分化的影响；同时进行国际合作研究，利用基因敲除动物模型，对心衰部分机制做了阐明。主要研究发现如下：1. 在离体水平：Nkx2.5转染BM-MSCs可明显增加心肌标志物CK、α-MHC和Cx43 mRNA表达，促进其向心肌细胞转化，降低其凋亡率；RGOs虽然不能促进BM-MSCs向心肌细胞转化，但可降低凋亡率，并与基因转染存在协同作用；2. KCO——二氮嗪和吡那地尔能增加BM-MSCs向心肌细胞的转化率，并具有抗凋亡的作用。在提高生存率方面，二氮嗪优于吡那地尔3. 在整体水平：RGOs和Nkx2.5转基因MSCs治疗可明显提高心衰EF，FS和CO，改善心衰心功能；降低LVSP，LVEDP和dp/dtmax改善心功能血流动力学参数，且二者联用最佳。其改善机制与它们改善心肌组织结构、降低心肌组织ANP、BNP、-MHC以及降低胶原生成有关。4. 心脏IRS1，IRS2（insulin receptor substance1, 2）参与心衰的发生和发展，与成年小鼠相比，老年小鼠IRS1，IRS2明显降低，并伴有心功能降低；二者降低或缺失可导致心脏糖、脂代谢障碍和细胞内钙紊乱进而引起心功能不全或心衰。5. FOXO1可直接调控b-MHC，并在胰岛素调节b-MHC中发挥关键作用。该研究揭示了心衰的部分发病机制，阐明了RGOs联合Nkx2.5转染对BM-MSCs增殖、分化和对心衰的治疗作用和机制，将传统医药与现代生物医学手段相结合应用于心衰的干细胞移植治疗中，发掘中药在现代医学中的新用途，为心衰提供了新的防治措施。