微泡介导的超声辐照经SDF-1/CXCR4轴促间充质干细胞归巢缺血心肌的体外机制研究

• 作 者: 李露;吴盛正;徐亚丽;李佩倞;高文宏;高云华;
• 机 构: 重庆第三军医大学第二附属医院超声科
• 出 处: 中国超声医学工程学会第十二届全国超声心动图学术会议
• 发表日期: 2014年期

目的:从基质细胞衍生因子-1(SDF-1)/CXCR4分子作用探索超声联合微泡促进移植间充质干细胞(MSCs)归巢缺血区的分子机制,为下一步利用超声生物学效应移植MSC修复缺血心肌做基础性工作.
方法:密度梯度离心法培养入骨髓间充质干细胞,结扎SD大鼠冠状动脉左前降支制作急性心肌梗死模型并制备正常和梗死心肌组织提取液(NMTE/IMTE).分组:MSC对照组,MSC与NMTE培养组(M+NMTE),MSC与NMTE培养并经微泡介导的超声处理组(M+NMTE+U),梗死心肌组织提取液组(IMTE),MSC与IMTE培养组(M+IMTE),MSC与IMTE培养并经微泡介导的超声处理组(M+IMTE+U).超声辐照采用Accusonic Plus超声治疗仪,发射频率1MHz,占空比10％,声强0.6w/cm2,辐照时间30s,微泡采用科室自制的脂质微泡"脂氟显",使用浓度为106/ml.收集各组细胞培养液上清用ELISA法检测SDF-1含量,收集MSC检测细胞存活率、流式细胞仪检测膜表面CXCR4表达、real time PCR检测CXCR4mRNA表达、Western blotting检测CXCR4蛋白表达,并利用Transwell小室体外迁移体系比较不同组的心肌组织提取液和超声辐照对MSC的趋化作用.
结果:M+NMTE(88.25±7.00pg/ml)与M+NMTE+U(136.37±11.55pg/ml)相比,后者上清液中的SDF-1含量更高,IMTE中含有一定量的SDF-1,与MSC共培养后含量明显增加(531.18±46.12pg/ml),经超声作用后,SDF-1含量进一步提高了约38％(730.82±48.56pg/ml),而MSC存活率仅下降约9％(从95.26±3.33％到86.73±4.29％).流式检测结果显示,对照组和M+NMTE组只有极少数的MSC表达膜CXCR4,M+NMTE+U组稍有增高,M+IMTE组进一步增高,而M+IMTE+U组有最高的膜CXCR4表达.CXCR4的mRNA和蛋白表达在各组的差别也类似,即M+NMTE+U与M+NMTE相比,M+IMTE+U与M+IMTE相比,前者CXCR4的基因和蛋白表达水平高于后者,并且M+IMTE+U组的测值是各实验组中最高的.在MSC体外迁移实验中,M+IMTE+U组(66.17±8.18)也有最多的细胞迁移到小室下侧面,但MSC与SDF-1受体CXCR4的阻断剂AMD3100相互作用后,迁移细胞数显著下降至19.50±3.33,与对照组迁移数相比无统计学差异.
结论:微泡介导的超声作用可以促进MSC旁分泌SDF-1,提高细胞膜表面功能性的CXCR4表达,增加细胞内CXCR4的基因和蛋白合成,并促进MSC向梗死心肌组织提取液迁移.这些可能是MSC移植后,超声联合微泡作用促MSC归巢缺血心肌的机制之一.