特异性抗体通过诱导Sca-1+心肌干细胞富集促进心肌再生在大鼠心肌梗死模型中的实验研究.

The non-regeneration characteristic of cardiomyocytes influence myocardial repair, recent research have found that there are somatic stem cells in cardiac tissue, and as one of them, Sca-1+ cardiac stem cell account for a large proportion, and in vitro and in vivo researches have proved myocardial regeneration results. In our cases, we crosslink monoclonal antibody of Sca-1 with collagen scaffold, which inducing the Sca-1+ cells from autologous heart contacting with monoclonal antibody in target location, and improving myocardial regeneration. Thus, we plan to establish rat myocardial infarction model, and manufacture the collagen scaffold cross-linked with monoclonal antibody of Sca-1 in the further research. First, We will confirm that the collagen scaffold cross-linked with monoclonal antibody of Sca-1 can enrich Sca-1+ cardiac stem cells and the stem cells have multipotent differentiation characteristic and differentiate into functional cardiomyocytes. Then we will repair the rat infarcted dozen with the collagen scaffold, and detect the positive result of Sca-1+ cardiac stem cells enrichment and differentiation into functional cardiomyocytes through the methods of follow-up cardiac function detecting and extract the cardiomyocytes from rat model.

以往观点认为心肌细胞不可再生性影响心梗后的心肌修复，近期研究发现心肌组织中存在具有分化能力的成体干细胞，其中Sca-1+心肌干细胞存在比例多，且分化能力强，研究证实Sca-1+心肌干细胞的治疗可修复重生梗死心肌。在前期实验中，我们利用Sca-1特异性抗体制备胶原材料，通过补片模型修复小鼠梗死心肌区域，发现Sca-1特异性抗体胶原可以显著提高小鼠心肌梗死后的心功能和心肌再生能力。因此，我们将建立大鼠心肌梗死模型，自制交联抗Sca-1单克隆抗体的胶原补片，进一步验证利用抗体诱导Sca-1+心肌干细胞富集可促进心肌再生。我们将从细胞水平证实自制的交联抗Sca-1单克隆抗体的胶原材料可以富集Sca-1+心肌干细胞，并且此干细胞具有多向分化能力，并可分化为功能心肌细胞。其次，我们用此胶原补片修复大鼠心肌梗死区域，随访心功能、提取心肌细胞检测是否存在体内Sca-1+心肌干细胞富集和和分化为功能心肌细胞

心肌梗死后导致的心源性死亡是临床常见的危重症，传统观点认为心肌细胞不可再生性影响心梗后的心肌修复。然而，近期研究发现，各种干细胞技术可不同程度地修复重生梗死心肌。在前期实验中，我们利用Sca-1+特异性抗体制备胶原材料，通过补片模型修复小鼠梗死心肌区域，发现Sca-1 +特异性抗体胶原可以显著提高小鼠心肌梗死后的心功能和心肌再生能力。因此，我们拟通过进一步的体内外研究验证Sca-1 +特异性抗体胶原可以通过富集Sca-1+心肌干细胞，修复大鼠心肌梗死区域。在研究过程中，我们发现Sca-1+心肌干细胞在人类心脏中数量少、已有部分相关研究已有成熟结果，因此，我们将项目调整为将干细胞（骨髓间充质干细胞）与胶原凝胶结合，制作成可注射材料，并建立猪的慢性心梗模型，研究结合了胶原凝胶的干细胞促进缺血心肌恢复、心功能恢复的效果优于单纯的干细胞治疗。心梗小型猪按分组接受了干细胞、干细胞+胶原凝胶、空白治疗，彩超随访心脏功能至术后1年，见干细胞+胶原凝胶组心脏功能改善明显优于干细胞组，空白对照组心功能对比治疗前无变化。分别取治疗后1月、3月、6月、12月小型猪心脏标本病理检测发现，干细胞+胶原凝胶组在术后6月时，仍能检测出大量人类特异性基因序列，提示移植的干细胞依然在局部组织存活，而单纯干细胞治疗组合对照组检测不到，可见胶原凝胶可显著改善干细胞对于心梗的治疗效果。此外，病理检测显示术后12月时，干细胞复合胶原凝胶组动物的心脏梗死组织中发现大量具有增殖活性的细胞以及心肌细胞，提示干细胞与胶原凝胶通过促进心肌细胞再生改善心功能。进一步的临床试验观察对慢性心梗的冠心病患者，在开胸行冠状动脉旁路搭桥术的同时接受干细胞或干细胞+胶原凝胶的治疗，中期结果显示该项目在慢性心梗中的治疗作用安全有效。