缺氧预适应上调SDF-1/CXCR4轴调节的抗凋亡通路改善归巢心脏祖细胞的存活

成体自身心脏祖细胞（Cardiac Progenitor Cells，CPCs）移植可以修复心梗局部坏死心肌，是一个有潜力的治疗方法，但目前影响CPCs移植治疗效果的一个主要问题是移植细胞在心梗局部的存活率低。我们通过缺氧预适应体外培养的c-kit+ CPCs，观察细胞的增殖、存活、迁移及旁分泌功能的变化；将经过缺氧预适应的-kit+ CPCs移植进急性心肌梗死小鼠模型体内，通过7.0T Mirco-MR活体示踪移植细胞的归巢、检测心功能及梗死心肌范围的变化，组织病理、免疫组化及相关基因和蛋白的检测。证明通过缺氧预适应增加SDF-1/CXCR4轴的信号传导，可以激活PI3K/Akt信号传导通路增强CPCs细胞的抗凋亡能力，促进其归巢后的存活增殖。

心脏祖细胞（cardiac progenitor cells，CPCs)是干细胞治疗修复受损心肌的理想的种子细胞，但缺血心肌部位较低的移植细胞存活率限制了干细胞治疗的效率。缺氧预适应能增加细胞中CXCR4和促生存基因的表达，进而改善细胞的存活；但缺氧预适应能否通过SDF-1α/CXCR4轴信号传导影响CPCs在缺血区的存活和驻留目前尚不清楚。本项目从成体小鼠心脏组织分离培养获得CPCs，并通过c-kit磁珠分选纯化所得的CPCs。将细胞置于缺氧环境中培养不同时间后，流式细胞术检测细胞的存活，Western-blot 检测细胞中低氧诱导因子-1α(HIF-1α)、CXCR4、磷酸化Akt和Bcl-2的表达；结果显示经过缺氧预适应特别是缺氧预适应6小时组CPCs促生存基因表达显著上升。将培养获得的c-kit+CPCs缺氧预适应后6小时后，检测细胞的抗凋亡、迁移及心脏修复潜能；结果显示经过缺氧预适应，CPCs的体外抗凋亡及迁移能力显著上升，并显示出了更好的移植后心肌内存活和修复梗死后受损心脏潜能。CPCs缺氧预适应后诱导产生的保护性作用能被CXCR4特异性阻断剂AMD3100阻断。本项目研究结果显示缺氧预适应可以通过激活SDF-1α/CXCR4轴及其下游抗凋亡通路的信号传导，改善移植后c-kit+CPCs在缺血心肌的存活和驻留。靶向于这一环节的策略可以增强干细胞的心脏再生治疗效果。