SDF-1α/CXCR4通路介导平滑肌祖细胞参与静脉移植物再狭窄的实验研究

近年研究发现移植静脉中大量平滑肌细胞是由移植静脉以外的平滑肌祖细胞（SPCs）迁移而来，但其具体来源、动员机制及在移植静脉再狭窄中的作用不明。既往研究证实基质细胞衍生因子（SDF）-1α可动员SPCs。我们前期研究发现牵拉刺激促使静脉平滑肌细胞分泌SDF-1α，静脉移植后SDF-1α表达升高。据此我们判断SDF-1α可通过动员SPCs参与静脉移植物再狭窄过程。本研究拟应用小鼠静脉移植模型，通过GFP转基因小鼠异体静脉移植及骨髓移植手段，观察SPCs是否参与移植静脉重构，分析移植静脉中SPCs来源、转归，并探讨SDF-1α/CXCR4通路在其中的作用；同时在细胞水平观测SDF-1α对SPCs增殖、迁移及分化的影响，探讨SPCs与静脉平滑肌、内皮细胞的相互作用。本项目期望阐明SPCs参与移植静脉重构的机制及SDF-1/CXCR4通路在其中的作用，为静脉移植物再狭窄的防治提供新策略。

静脉移植物再狭窄是冠心病治疗领域的重大难题，目前机制尚不完全明确，并缺乏有效的防治手段。传统观点认为，静脉移植物再狭窄的基本机制是静脉移植物中层平滑肌细胞迁移至内膜下，过度增殖及产生细胞外基质，然而近期研究证实静脉移植物再狭窄的内膜中存在异源性的平滑肌细胞，这些异源性平滑肌细胞可能由静脉移植物以外的平滑肌祖细胞迁移而来，然而这些异源性平滑肌细胞如何被动员至内膜下尚不清楚，我们通过查阅文献及结合自己的前期研究提出，SDF-1α/CXCR4通路是异源性平滑肌祖细胞动员的关键机制。. 我们利用ApoE基因敲除动脉粥样硬化小鼠建立颈静脉-颈动脉移植模型，观测移植静脉内平滑肌祖细胞的数目及分布情况；研究外源性平滑肌祖细胞是否参与了移植静脉重构，并观察了外源性平滑肌祖细胞在静脉移植物内的分布及转归；同时，我们也观察了SDF-1α及CXCR4在静脉移植物中的动态表达，研究了SDF-1α/CXCR4通路对静脉移植物内膜增值的影响；通过体外实验，我们还探讨了平滑肌祖细胞的旁分泌功能，研究了平滑肌祖细胞与内皮细胞及成熟平滑肌细胞的相互作用。. 我们发现在静脉移植术后3dSDF-1α开始表达，术后7 d SDF-1α的表达到高峰，术后14d SDF-1α在移植物中的表达下降。术后3d和7d，巨噬细胞是SDF-1α表达的主要来源；术后14d和28d，平滑肌细胞是SDF-1α的主要来源。CXCR4表达在术后3d和7d同SDF-1α的表达是是相似的。术后3d，在移植静脉外膜中在我们发现有大量的Sca-1+的细胞，术后14d Sca-1+细胞主要集中在中膜，术后28d检测不到Sca-1+的细胞。应用AMD3100后，我们发现Sca-1+的细胞减少。我们应用α-sma和SRY进行免疫双染，结果显示，静脉移植物新生内膜细胞约48％是受体来源的，42％的平滑肌细胞是受体来源的。我们培养静脉平滑肌细胞，静脉内皮细胞及平滑肌祖细胞，通过共培养及条件培养基手段发现，SDF-1α通过Akt促进平滑肌祖细胞的增殖及迁移；平滑肌祖细胞可促进静脉内皮细胞VEGF的分泌，促进内皮细胞的增殖及迁移；平滑肌祖促进平滑肌细胞的表型转化。. 通过以上研究，我们证实了自己假设：SDF-1α/CXCR4通路通过介导平滑肌祖细胞参与了静脉移植物再狭窄过程。