干细胞在心血管疾病中的应用研究进展 .pdfVIP

干细胞在心血管疾病中的应用研究进展

心血管疾病成为当今世界上威胁人类健康最严重的疾病之一。药物、溶栓、介入治疗和心脏

移植虽能有效干预了心血管系统的各种疾病，但疗效有限。干细胞是一类具有自我复制能力

的多潜能细胞，其已成为治疗白血病、各种恶性肿瘤放、化疗后引起的造血和免疫系统功能

障碍等疾病的重要手段。本文就干细胞在心血管疾病中的应用研究进展予以综述。

1.干细胞的生物学特性及种类

干细胞(stemcell)系具有自我更新和多向分化潜能的原始细胞，按其来源可分为胚胎干细胞

(Embryonicstemcells，ESCs)和成体干细胞(Adultstemcells，ASCs)；按其分化潜能可分为全能

干细胞(Totipotentstemcells)、多能干细胞(Multipotentstemcells)和专能干细胞(Monopotent

stemcells)。从理论上讲，ESCs属于全能干细胞，可分化成几乎全身所有的组织细胞。ASCs

为多能和(或)专能干细胞，具有向一种或几种类型成熟细胞分化潜能的不成熟细胞。通常情

况下，ASCs处于静息状态，分裂缓慢，如肝、皮肤、脑以及骨髓等内的干细胞处于休眠状态。

2.干细胞在心血管疾病中的应用研究进展

心肌细胞不可再生，在缺血等病理因素打击下，通过坏死或凋亡途径导致心肌细胞数量减少，

被瘢痕替代，而引发心肌重塑和扩大，最终导致心力衰竭。溶栓和介入治疗虽能挽救缺血心

肌，但不能补充坏死心肌。心脏移植虽是治疗心衰的最佳方法，但因供体来源有限、费用昂

贵及移植排斥反应等问题难以满足需要。大量动物实验已证实某些干细胞移植到心肌内，可

增殖或分化出能担负心脏工作的肌细胞和组织，以代偿心肌损伤后的细胞数目减少和功能下

降。

2.1干细胞在心律失常疾病中的研究进展

干细胞治疗心律失常的理论是：将干细胞或分化诱导细胞移植到心脏冲动形成异常和传导系

统病变区，修复受损或缺失起搏、传导细胞；注射到心室壁，发挥代偿的生物性异位起搏细

胞的功能。体外试验表明[1]，ESCs不仅可分化为具有早期心肌细胞表型、心肌超微结构、心

肌基因表达并能自发搏动的单个心肌细胞，且可分化为具有起搏细胞、心房细胞、心室细胞

或浦氏细胞样动作电位表型的细胞。MSCs具有微环境依赖性分化的特点，在体内外可分化

为结构与功能成熟的心肌细胞，有窦房结样和心肌细胞样单位，自动除极与自发跳动。

Beeres等[2]研究发现人MSCs能修复心肌传导阻滞，能与人MSCs和心肌细胞间形成Cx相关。

如果将具有起搏传导功能、节律性高于自身心室肌细胞的干细胞植入心脏，实行细胞替代疗

法可能是一种新的治疗缓慢心律失常的方法。有报道将新生猪心房肌细胞、人胎心房肌细胞

移植到猪心室壁，3-4周后消融房室结，结果发现移植部位能提供较高频率的异位激动并维

持心室逸搏节律，移植细胞与宿主细胞发生缝隙连接[3]。将转染起搏基因mHCN2+EGFP的间

充质干细胞悬液注射入狗左心室前壁，4-10天后，用标准方法刺激狗迷走神经抑制其窦房结

心律，结果显示移植转染起搏基因的间充质干细胞，在诱导动物产生窦性静止后，能够形成

一种新的室性心律，且心率比逸搏要快[4]。

2.2干细胞在冠心病中的研究进展

药物干预、介入治疗和外科手术等使闭塞的血管再通，挽救濒死的心肌，但不能替代坏死的

心肌。干细胞在特定环境中能被诱导分化为心肌细胞和血管内皮细胞，从而形成新生血管，

修复损伤坏死心肌，改善心功能的特性，对治疗冠心病有着诱人的前景。

用猪的慢性缺血性心脏病模型，经心导管在缺血区心内膜下多点注射从自体外周血分离的内

皮祖细胞，左室功能、缺血区面积和毛细血管密度均显著改善[5]。顽固性心绞痛患者进行干

细胞移植，经心内膜注射自体骨髓单个核细胞，可见缺血心肌的室壁厚度增加，室壁运动提

高，心肌灌注显著提高，没有明显的恶性心律失常和心肌梗死发生。透壁心肌梗死患者，行

冠脉旁路移植时在梗死心肌周边移植自体骨髓干细胞，结果心肌灌注和室壁运动明显提高，

活动耐量显著增加，而未见恶性肿瘤、恶性心律失常和室性心动过速的发生[6]。将自体

MSCs体外扩增后经冠脉植入心肌梗死的小型猪心肌梗死区，发现梗死相关区域有生理功能

的新生心肌和血管组织再生，明显改善急性心肌梗死猪的功能[7]。干细胞移植治疗冠心病也

可改善冠状动脉血流储备，左室收缩和舒张功能[8]。急性心肌梗死猪模型行心肌内注射自体

MSCs，在移植前3-4天给予喂服降脂药阿托伐他汀，可显著提高间充