骨髓干細胞動員治療心肌缺血的研究進展

呂志偉

(伊犁師范學院體育學院 新疆 伊寧 835000)

1 骨髓干細胞動員劑的種類

1.1 粒細胞集落刺激因子(G-CSF)

G-CSF是一種由體內單核細胞、巨噬細胞、纖維母細胞和內皮細胞產生的細胞因子。它作用于骨髓造血祖細胞，促進其向中性粒細胞分化和增殖，促進成熟粒細胞向外周血釋放，并加強中性粒細胞的趨化功能及吞噬殺菌作用，炎癥介質IL-1和TNF等增加G-CSF的產生。

1.2 粒單核細胞集落刺激因子(GM-CSF)

GM-CSF由單核細胞、巨噬細胞、纖維母細胞和內皮細胞產生的一種糖蛋白。GM-CSF能促進骨髓集落(colony forming unit-granulocyte-macorphage，CFU-GM)生長。敲除GM-CSF小鼠，骨髓中祖細胞數(shù)量與外周血液無顯著性差異，表明GM-CSF對造血并不是必要的。

1.3 干細胞因子(SCF)

SCF是一種造血生長因子，由內皮細胞和纖維母細胞產生，分布于皋丸和卵巢。正常情況下，SCF以跨膜和可溶形式存在，對正常造血、巨噬細胞生成及功能、黑素細胞產生，胚細胞功能、腸的運動等起關鍵作用。在SCF缺乏(51突變)或受體kit缺乏(w突變)的鼠中，胎兒常因重度貧血而宮內死亡，表明SCF在造血中起重要作用。重組SCF在一些國家中生產，但未被FDA認可。

2 干細胞動員劑注入量及最佳動員時間

研究表明，G-CSF10μg/(kg·d)劑量分 2次/d動員 (間隔12h)比 10μg/(kg·d)劑量 1次/d動員的方案更優(yōu)越，所獲得CD34+細胞數(shù)更多。急性心肌梗死(AMI)后何時適合接受干細胞動員治療，取決于MI后的病理變化、動員劑作用機制及歸巢時間窗，目前最佳動員時機尚不清楚。在不干預的情況下，MI后第7d外周血干細胞數(shù)量達到高峰，顯然在數(shù)量和時間上還不足以歸巢。早期梗死區(qū)域炎癥反應劇烈，不利于歸巢細胞的存活，2周后瘢痕形成，各種細胞因子和生長因子等局部損傷信號顯著減弱，不利于干細胞的“環(huán)境依賴分化”，因此，只有清楚地了解到干細胞最佳歸巢時間，才能達到治療的靶向性和高效性。

3 骨髓干細胞動員治療心肌缺血的機制

3.1 骨髓干細胞的動員

Shintani等發(fā)現(xiàn)，急性心梗患者外周血CD34+陽性的骨髓單個核細胞和骨髓成血管細胞升高，其峰值出現(xiàn)在心梗后第7d，28d后仍維持在較高水平。動物實驗也有類似發(fā)現(xiàn)，提示急性心梗后存在外周血干細胞增加，即急性心梗本身存在骨髓動員作用。缺血時骨髓干細胞自我動員，可能是機體對缺血后組織血管再生的一個自我修復功能，其機制可能是缺血后局部分泌某些細胞因子(粒細胞集落刺激因子、白介素、內皮細胞生長因子等)所造成。然而這種自我修復的作用較弱，遠達不到修復壞死心肌所需要的濃度。因此，可采用骨髓干細胞動員劑將骨髓干細胞“驅趕”到外周血，增加外周血干細胞數(shù)量，使其分化成心肌和血管內皮細胞，達到再生和修復作用。

3.2 骨髓干細胞歸巢的調控機制

目前認為，骨髓干細胞的歸巢是由黏附分子、趨化分子及大量的炎性因子共同介導的；該過程有骨髓內皮細胞、造血干細胞、骨髓造血微環(huán)境及其分泌或表達的分子共同參與。目前已知免疫球蛋白超家族、選擇素家族、整合素家族、CD44四大類黏附分子均參與了該過程；炎癥時白細胞趨化因子和黏附分子也精確地控制著炎癥細胞的趨向運動。心肌梗死后缺血區(qū)存在炎癥反應，各種炎癥介質的釋放、粒單核細胞浸潤、肥大細胞激活、細胞外基質蛋白的降解、內皮細胞和心肌細胞黏附分子的表達，被認為是骨髓干細胞歸巢的重要條件。

3.2.1 炎性因子

AMI損傷局部存在炎癥反應，表達多種趨化因子如白細胞介素-8(IL-8)、單核細胞趨化蛋白(MCP-1)、基質細胞衍生因子(SDF-1)、腫瘤壞死因子(TNF)等。血管內皮細胞多種黏附分子表達上調——心肌梗死造成的這一系列微環(huán)境改變，可能是干細胞歸巢的始動因素。Helmuth稱之為“干細胞聽到損傷組織的召喚”，歸巢是指干細胞經過復雜的分子間相互介導作用，由外周循環(huán)向新的組織遷移、識別和定位的過程。

3.2.2 血管內皮生長因子

血管內皮生長因子 (vascular endothelial growth factor，VEGF)又稱血管通透性因子(VPF)，具有增加微靜脈、小靜脈的通透性，促進血管內皮細胞分裂、增殖，使細胞質鈣聚集以及誘導血管生成等作用。VEGF是一個家族，包括VEGF-A、VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D、VEGF-E以及胎盤生長因子等。其中VEGF-A研究最多，應用也最廣泛。新近又發(fā)現(xiàn)了兩種新的VEGF存在形式，即VEGF-B和VEGF-C，擴大了已知的VEGF家族并進一步說明了內皮細胞功能調節(jié)的復雜性。

3.2.3 整合素

整合素是粘附分子的一類，粘附分子通過配體—受體相對應的形式介導細胞—細胞，細胞—細胞外基質或細胞—細胞外基質—細胞之間的粘附，參與細胞的信號轉導與活化、細胞貼壁、伸展和移動，細胞的生長及分化、炎癥、血栓形成、腫瘤轉移、創(chuàng)傷修復等一系列重要生理和病理過程。有研究發(fā)現(xiàn)，骨髓造血干細胞體外擴增后，其歸巢能力減弱，可能與整合素下調有關，Wagers等研究證實，HSC歸巢能力減弱（約50%）與整合素a2表達上調、a5表達下調有關，a4整合素功能阻滯也發(fā)生相似的歸巢減弱現(xiàn)象。提示整合素在骨髓干細胞歸巢的機制中扮演著重要角色。

［1］Peled A,Kollet O,Ponomaryov T,et al.The chemokine SDF-1 activates the integrins LFA-1,VLA-4,and VLA-5 on immature human CD34(+)cells[M].Blood,2000,95(11):3289-3296.

［2］Kalka C,Masuda H,Takahashi T,et al.Vascular endothelial growth factor(165)gene transfer augment scirculating endothelial progenitor cells in human subjects[J].Circ Res,2000,86(12):1198-1202.