丹红注射液经SDF-1/CXCR4轴介导内皮祖细胞促血管新生的作用研究

Promoting angiogenesis has become a novel therapeutic strategy in treating "angiogenesis-dependent diseases" such as atherosclerosis and myocardial infatction. Previous studies demonstrated that Danhong injection could stimulate the bone marrow-derived endothelial progenitor cells (EPC) to mobilize into blood and improve the revascularization of lower limb ischemia model. As known, SDF-1/CXCR4 axis is the principal regulator in the process of EPCs participating in angiogenesis. Based on these facts, we hypothesize that the effects of Danhong injection on promoting ischemic myocardial angiogenesis are medicated by mobilizing EPCs through SDF-1/CXCR4 axis. To test this hypothesis, bone marrow EPCs isolated from rats will be used to test the effects of Danhong injection on proliferation, migration and angiogenesis of EPCs; The EPCs transplant ischemia model will be used to investigate the effect of Danhong injection on myocardial ischemia, cardiac function, serum creatine kinase, and pathological changes, and study the effect of Danhong injection on homing, angiogenesis, myocardial protection and protein expression of EPCs. In this program, the effects of Danhong injection on mobilization , homing and angiogenesis of EPCs under steady-state homeostasis or injure situation will be investigated systematically. The results will provides new evidences for treating myocardial infarction by cell therapy and for prevention research of integrative medicine. Further, it will provide new method for treatment of "angiogenesis-dependent disease".

促进血管新生已成为治疗包括动脉粥样硬化、心肌梗死等"血管生成相关疾病"的重要策略。前期研究发现丹红注射液能够动员骨髓来源EPC入血，改善下肢缺血模型的血运重建。而SDF-1/CXCR4轴在内皮祖细胞（EPCs）参与血管新生的过程中起着关键的调节作用，为此我们提出丹红注射液基于SDF-1/CXCR4轴可能具有动员EPCs促缺血心肌血管新生的假说。利用体外分离大鼠骨髓EPCs，考察丹红注射液对EPCs增殖、迁移、血管形成能力的影响；建立EPCs移植的缺血模型，考察丹红注射液对心肌梗死大鼠心功能、心肌酶学和病理改变的影响；以及对EPCs归巢、血管新生、心肌保护及效应蛋白表达的影响。综合探讨丹红注射液影响EPCs动员、归巢和参与血管新生的作用机制，为心肌梗死的细胞治疗和中西医结合防治研究提供新的思路和方法，也将为治疗"血管生成相关疾病"的提供新的手段。

心血管疾病已经成为威胁人类健康的头号杀手。目前对于MI的常规治疗手段虽然能恢复堵塞血管的再灌注，降低患者病死率，但不能恢复坏死心肌的功能和完全阻止心室重构的发生。由于心肌内源性修复十分有限，所以通过干祖细胞移植来修复受损心肌、改善心脏功能的再生医学研究受到越来越多的重视。.本研究首先提取分离大鼠骨髓来源的内皮祖细胞(EPC)，考察了丹红注射液对体外EPC增殖、迁移和成管能力的影响，结果发现丹红注射液对EPC的增殖、迁移、粘附、体外血管形成均具有显著促进作用，其可能机制是丹红注射液通过提高SDF-1/CXCR4，VEGF/KDR，eNOS/MMP9等相关因子或受体的表达，促进EPC向靶组织的归巢最终促进缺血区域的血管新生，发挥修复血管损伤的作用。为进一步明确丹红注射液改善MI的作用机制，我们建立了大鼠MI模型，给予丹红注射液28天连续观察心脏功能变化，结果发现丹红注射液可以显著降低MI大鼠血清中炎症因子TNF-α、IL-1β的含量，提高EF和FE值，维持心肌收缩力，改善心脏功能。同时，丹红注射液可延缓心肌病理学改变，维持心肌供血，具有一定抗心肌纤维化和心室重构的作用，其作用机制是丹红注射液可抑制MI大鼠心肌组织TGF-β、MMP9和MMP2表达。并且丹红注射液还能提高心肌细胞存活率，增加危险区VEGF的表达和毛细血管密度。从上述结果中我们可以看出，丹红注射液发挥保护MI大鼠心脏功能的作用与丹红注射液促进干祖细胞的动员与归巢及参入心肌损伤修复，血管新生密切相关。为此，我们建立了间充质干细胞(MSC)心脏原位移植的MI小鼠模型，综合探讨丹红注射液影响干祖细胞动员、归巢和参与血管新生的作用机制。结果表明，丹红注射液可明显改善MI小鼠心脏功能和血流动力学，其中以DHI+MSC效果最为显著。小动物活体成像和免疫荧光检测结果显示，丹红注射液可以显著提高MSC在心脏组织中的驻留和存活率，Western Blot和RT-PCR结果显示，丹红注射液提高MSC的归巢和存活率，促进MSC参与血管新生发挥缺血损伤修复作用是通过提高SDF-1/CXCR4及VEGF的表达。.本研究利用干祖细胞定向分化的特性结合活血化瘀类中药独特的优势用于心肌细胞再生和心脏血运重建，改善损伤心脏功能，为心肌梗死的细胞治疗和中西医结合防治研究提供新的思路和方法，为 “血管生成相关疾病”的治疗提供新的手段。