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第一部分CM-DIL和DAPI标记骨髓间充质干细胞的体外体内对比研究背景：骨髓来源的间充质干细胞因具有容易获取以及免疫原性低的特点,成为细胞移植治疗以及组织工程的常用细胞。近年来,骨髓间充质干细胞移植治疗缺血性疾病已取得一定的成果。但移植细胞在宿主体内的去向及命运,一直备受关注。荧光染料标记是利用荧光化学基团能与细胞中的大分子结合,在激发光的激发下发出荧光,进而示踪细胞的去向。荧光标记因其简单易行,在干细胞的示踪中发挥重要作用。CM-DIL与DAPI是细胞标记实验中常用的荧光染料。目前,关于两者的对比研究报道较少。目的：从体外实验与体内实验两方面,探讨两种荧光染料CM-DIL与DAPI在标记大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)方面的差异。方法：用贴壁培养法获取、培养、扩增大鼠骨髓间充质干细胞,台盼蓝计数检钡BMSCs的活力；MTS法检钡BMSCs的增殖能力并绘制增殖曲线：倒置相差荧光显微镜下动态观察标记后1、2、3代BMSCs的荧光衰减情况。结扎SD大鼠冠状动脉前降支致心肌梗死,并随机分为2组：CM-DIL组与DAPI组。1周后于心肌梗死边缘处注射标记的细胞,细胞移植后3天取材制备冰冻切片与石蜡切片,在荧光显微镜下观察标记的BMSCs的分布情况。结果：体外实验中,CM-DIL标记的BMSCs与DAPI标记的BMSCs两者的早期增殖能力(标记后1天及3天)均低于对照组(p<0.05)；两种染料标记后的第1代细胞的荧光阳性率均为100%,但DAPI标记后的第3代细胞的荧光强度明显减弱。体内实验中,CM-DIL组与DAPI组心肌组织冰冻与石蜡切片均检测到集中分布的荧光；CM-DIL组冰冻切片红色荧光比DAPI组的蓝色荧光边界清晰并且背景低；CM-DIL组还可以通过含细胞核染色的封片剂封片排除荧光假阳性。结论：本实验结果提示,在干细胞移植治疗心脏病时,CM-DIL染料比DAPI更适合对BMSCs进行体内示踪。第二部分透明质酸水凝胶包裹骨髓来源的间充质干细胞促进心肌梗死后心脏修复的实验研究背景：在心肌梗死的治疗中,骨髓来源的间充质干细胞(Bone marrow-derived mesenchymal stem cells, BMSCs)移植成为一项非常有前景的治疗方法,但是移植后的低滞留率及低存活率严重阻碍了该治疗方法的进步。用天然或人工合成的生物材料包裹移植的细胞有可能解决目前细胞移植治疗面临的这一困境。透明质酸(hyaluronic acid, HA)作为天然的细胞外基质,经过化学修饰后能形成一种可注射的并且在原位聚合的水凝胶。这种透明质酸水凝胶具有免疫原性低以及可降解性的特性,成为组织工程常用生物材料之一目的：(1)透明质酸水凝胶对移植细胞滞留率及存活率的影响。(2)从分子水平、组织水平、器官水平整体评价这种新型组织工程构建物能否显著促进心肌梗死后心肌修复,改善心功能。(3)探索透明质酸水凝胶及骨髓来源的间充质干细胞促进心肌修复的机制。方法：用全骨髓贴壁法分离培养雄性Sprague-Dawley (SD)大鼠的骨髓间充质干细胞并在移植前用CM-DIL标记。实验动物选取220g左右的雌性大鼠,首先通过结扎其前降支制作大鼠心肌梗死模型,1周后行超声检测,将符合条件者随机分为4组：①PBS对照组,②水凝胶组,③细胞组,④细胞+水凝胶组。移植后1天、1周、2周,RT-PCR评价细胞的存活率,TUNEL检测移植细胞的凋亡率,免疫组化检测移植细胞的分化以及Western检测梗死区域及周边的分子表达。移植后4周,超声检测心功能以及通过H&E、Masson及免疫组化染色评价心脏的血管再生、心肌保护以及心室重塑。结果：透明质酸水凝胶提高了移植后1天(HA+BMSC vs BMSC:55.72±27.49%vs7.66±5.6%; p=0.041)及2周(HA+BMSC vs BMSC:0.27q0.07%vs0.08±0.06%;p=0.025)的移植细胞的存活率,降低了移植细胞的凋亡率。与对照组后1天的细胞比,细胞组在移植后1周时,显著提高了心肌梗死部位的MMP2及VEGF表达水平。在移植后2周时,细胞+水凝胶组的MMP2及VEGF表达水平明显高于水凝胶组；水凝胶组、细胞组及细胞+水凝胶组的Tβ4及c-Kit的表达水平明显升高。在移植后4周,与PBS组相比,水凝胶组的梗死区室壁较厚,细胞组的心肌细胞肥大减轻及血管密度增高,水凝胶+细胞组的心室重塑减轻、存活心肌增多以及血管密度增高。在器官水平上,移植后4周,各组的射血分数分别是PBS:47.51%±9.03%;HA:51.26%±8.32%;BMSC:49.3%±10.09%;HA+BMSC:60.26%±8.27%,联合组的心功能显著改善。结论：透明质酸水凝胶提高了移植细胞的滞留及存活率,增强了细胞移植治疗心肌梗死的疗效。其可能机制如下：①细胞旁分泌作用动态影响了心肌的微环境,促进心脏修复；②透明质酸水凝胶延长了细胞的旁分泌作用；③透明质酸水凝胶通过增加室壁厚度对梗死区发挥力学支撑,阻止室壁变薄；④透明质酸水凝胶招募宿主内源性干细胞,修复梗死区。透明质酸水凝胶作为细胞运输的载体在心肌梗死治疗方面有较好的应用前景,值得进一步研究。