體外中藥干預骨髓間充質干細胞向心肌細胞分化的研究進展

路娟??胡繼宏

[摘要] 骨髓間充質干細胞具有自我更新、增殖和多向分化的潛能，骨髓間充質干細胞在體外可通過化學藥物及中藥干預誘導分化為心肌細胞，將其應用于治療缺血性心臟病，可減少梗死面積，改善心功能，為心臟病的治療開辟了新途徑。大量研究表明，中藥在骨髓間充質干細胞增殖和定向分化過程中具有促進作用，不僅可在體內作用于骨髓間充質干細胞促進其增殖、分化，還可通過影響體外微環境促進其功能的建立與存活。

[關鍵詞] 中藥；骨髓間充質干細胞；心肌細胞；干預；分化

[中圖分類號] R259 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-0616（2014）04-39-04

Research progress of the intervention of traditional Chinese medicine in vitro on the differentiation of mesenchymal stem cells to myocardial cells

LU Juan HU Jihong

School of Publish Health， Gansu College of Traditional Chinese Medicine， Lanzhou 730000， China

[Abstract] Mesenchymal stem cells have the potentials of self-renewal， proliferation and multi-directional differentiation， and they can be induced to differentiate into myocardial cells in vitro by interventions of chemical drugs and traditional Chinese medicine. The differentiation can be applied in the treatment of ischemic heart disease， which helps reduce infarct area， improve heart functions and thus open up a new treatment method for heart diseases. Plenty of studies reveal that traditional Chinese medicine functions as promoters in the process of proliferation and committed differentiation of mesenchymal stem cells， which not only promotes the proliferation and differentiation of mesenchymal stem cells in vitro， but also facilitates the establishment and survival of cell functions by affecting external micro-environment.

[Key words] Traditional Chinese medicine； Mesenchymal stem cells； Myocardial cells； Intervention； Differentiation

心血管疾病是現代社會危害人類健康的主要疾患，急性心肌梗死是心血管疾病中最常見和多發的疾病之一，主要造成心肌細胞數量減少，瘢痕組織的形成，進而導致心功能下降，甚至心力衰竭、心源性休克而危及生命[1]。目前，對于心血管疾病的治療主要采用藥物及心血管介入治療，雖可有效改善心血管功能，但不能解決心肌細胞減少這一根本問題，理想的療法應是使心肌細胞再生以改善和重塑心臟的功能方便著手。骨髓間充質干細胞（bone marrow stem cells，BMSCs）是存在于骨髓中的間充質細胞，具自我更新、增殖的和多向分化的潛能，且在體外或體內均可誘導分化為心肌細胞。將BMSCS來源心肌細胞應用于缺血性心臟病的治療，可減少梗死面積，改善心肌功能，為心臟病的治療提

供了新途徑。5-氮胞苷（5-Azacytidine，5-Aza）是目前骨髓間充質干細胞向心肌細胞分化的最常用誘導劑。作為一種抗腫瘤藥物，長期使用5-Aza的副作用大，細胞毒性強，且濃度過高會造成細胞大量死亡[2]。相比較而言，中藥作用溫和，安全性高[3]，且大量研究表明中藥能有效地促進BMSCs 增殖與定向分化，現將中藥在此方面的作用作一綜述。

1 黃芪

黃芪注射液是臨床用于治療心血管疾病的常用藥物，其主要藥理作用包括：良好的清除氧自由基和抗脂質過氧化作用；減輕鈣超載；減輕白細胞聚集；維持內皮細胞自穩態等[4]。孫黎等[5]發現伴隨黃芪注射液濃度升高和作用時間延長，骨髓間充質干細胞活性逐漸升高并出現類似神經細胞形狀改變，提示黃芪不僅對細胞具有營養作用，且可以誘導骨髓間充質干細胞分化。楊慶友等[6]利用黃芪含藥血清和5-Aza誘導大鼠BMSCs分化，發現誘導后細胞表達陽性的心肌肌鈣蛋白和結蛋白，并可表達心肌特異性肌球蛋白。唐新征等[7]發現用黃芪注射液和5-Aza在體外均能誘導BMSCs分化為心肌細胞，且經黃芪注射液預處理的5-Aza誘導分化后的分化率明顯高于單純應用黃芪或5-Aza的誘導。

黃芪甲苷為中藥黃芪的提取物，是黃芪的主要活性成分。孫敬和等[8]研究發現，在體外利用5-Aza誘導BMSCs 分化為心肌樣細胞的過程中，黃芪甲苷的聯合應用可使5-Aza的最佳誘導濃度從10μmol/L 降至5μmol/L，而誘導效果不變。冼紹祥等[9]用黃芪甲苷聯合5-Aza誘導BMSCs后細胞呈梭形，有肌管出現，BMSCs 表面抗原CD44 表達陽性；免疫細胞化學和RT-PCR 結果顯示誘導后的BMSCs 可表達心肌特異性蛋白 Desmin 和cTnI及成熟心肌特異性蛋白α2MHC和β2MHC。endprint

2 丹參

丹參具有活血調經，祛瘀止痛，涼血消癰，清心除煩，養血安神等作用。隋吉峰等[10]研究表明利用大耳白兔開胸結扎的方法建立心梗模型，造模后立即靜脈注射丹參和BMSCs，結果顯示干預4周后，丹參組、BMSCs組和丹參聯合BMSCs組心功能均有明顯改善，且丹參聯合BMSCs組效果明顯優于其他兩組，提示丹參可促進BMSCs移植治療心肌梗死的作用，從而有效的改善心肌梗死兔的心功能。武重陽等[11] 采用復方丹參滴丸的含藥血清的第四代BMSCs在體外定向誘導，免疫細胞化學和原位雜交組織化學結果顯示誘導獲得的心肌樣細胞α輔肌動蛋白（α-Actinin）、Desmin及肌球蛋白重鏈（MHC）均表達強陽性。

3 人參

人參總皂貳是中藥人參的提取物，含有30 余種單體，既往的藥理研究證明人參總皂貳具有清除氧自由基，拮抗鈣離子通道，調整前列環素/血栓素A2（PGI2/TXA2）比值，抗心、腦缺血再灌注損傷等作用[12]。汪朝暉等[13]實驗表明BMSCs經人參總皂苷聯合5-Aza誘導后可分化成類心肌細胞，免疫細胞化學和RT-PCR 檢側結果顯示其Desmin、cTnI和MHC均表達陽性，且陽性細胞呈梭形和成纖維細胞樣形態。

4 三七

三七皂苷為中藥三七的活性成分，三七皂苷除具有降血壓、擴張血管、抗心律失常等生理活性外，還具有抑制心肌缺血-再灌注損傷、鈣拮抗、減輕心肌損傷、對抗心肌肥大和心室重構作用，以及抑制血管平滑肌細胞的增殖、血栓形成和動脈粥樣硬化及保護血管內皮細胞等的藥理作用[14]。宋清等[15]試驗證實，三七皂苷Rg1預適應對5-Aza誘導的大鼠骨髓基質細胞具有刺激細胞內鈣離子增加的作用，從而介導促增殖作用和心肌細胞電活動的產生。李志泉等[16] 采用三七總皂苷對第8代BMSCs進行體外心肌細胞誘導分化，結果顯示Desmin 、cTnI陽性，提示三七總皂苷能促進大鼠BMSCs體外增殖并可誘導BMSCs分化為心肌樣細胞。楊忠奇等[17]實驗結果與李志泉等結果類似，也證明用三七對第8代BMSCs進行體外心肌細胞誘導分化，RT-PCR顯示誘導后細胞轉錄肌球蛋白重鏈mRNA水平增加。

5 地黃低聚糖

地黃為玄參科地黃屬植物地黃的新鮮或干燥塊根，具有補腎滋陰養血功效。主要含環丙醚菇昔類、低聚糖等。地黃低聚糖（Rehmannia glutinosa oligsaccharides，RGOs）系從地黃中提取的低分子量多糖成分，由60%的四糖和20%的三糖為主要成分構成。地黃低聚糖可以通過清除氧自由基明顯改善缺血心肌的功能，對實驗性心肌缺血和心肌梗死具有明顯的直接保護效應[18]。王新華等[19]取大鼠的第8代BMSCs分組（RGOs組、5-Aza組、RGOs聯合5-Aza組、空白組）誘導4周，免疫熒光結果顯示 RGOs聯合 5-Aza 組cTnI 、間隙連接蛋白Cx 43 熒光強度較RGOs 組和5-Aza 組增高。Western blotting結果顯示除空白組外，其余各組均出現cTnI和Cx43陽性條帶，且RGOs聯合 5-Aza 組cTnI 和縫隙連接蛋白43（Cx43） 表達高于單純RGOs 組或5-Aza 組。說明地黃低聚糖對BMSCs向心肌細胞誘導分化具有促進作用。

6 淫羊藿苷

淫羊藿苷（ICA）是淫羊藿主要活性成分，ICA藥理活性主要表現在增強機體免疫力、改善心血管系統功能，減輕心臟負荷，使左心室心排血量增加，增加外周器官灌注[20]。謝玲玲[21]通過檢測經ICA誘導后BMSCs α-MHC、β-MHC等基因和Desmin、cTnT、血管內皮生長因子、堿性成纖維細胞生長因子的表達，發現ICA能促進BMSCs的增殖和心肌細胞樣誘導分化。劉韶英[22]用MTT法檢測不同濃度ICA和5-Aza對BMSCs增殖的影響，結果顯示單獨使用淫羊藿苷能促進BMSCs增殖且以80μg/L為最佳濃度，羊藿苷能協同5-Aza誘導BMSCs向心肌細胞分化，為促進BMSCs向心肌細胞分化提供更好的條件。

綜上所述，中藥在BMSCs的增殖、定向分化方面具有促進作用，不僅可直接作用于體內的BMSCs，促進其增殖、分化，還可影響其微環境，促進其功能的建立與存活 [23]。充分說明中藥干預誘導BMSCs分化為心肌細胞的作用機制，為中醫藥治療心肌梗死提供新的理論依據。

7 存在的問題及展望

近年來雖然在BMSCs的分化研究中取得了一定的進展。但是仍受許多因素的影響，比如：如何提高誘導分化率、獲得高濃度的BMSCs、提高分化后心肌細胞的存活率、在體內如何靶向移植等仍需進一步的研究。中藥具有臨床應用安全性和長期有效性的特點[24]，是很好的潛在誘導藥物資源，其干預BMSCs向心肌細胞誘導分化的研究雖然還不夠完善，但已顯示出一定的效果。因此，進一步探索中醫藥對BMSCs的增殖、定向分化在細胞分子水平調控方面的作用機制，篩選出有效的中藥誘導分化劑，都有可能為中藥治療心血管疾病開辟新途徑，具有重要的現實意義。

[參考文獻]

[1] 孫敬和，冼紹祥，黃習文，等.中醫藥干預骨髓間充質干細胞體外定向誘導分化為心肌細胞的研究進展[J].中藥新藥與臨床藥理，2012，23（1）：115-118.

[2] 洗紹祥，汪朝暉，楊忠奇，等.骨髓間充質干細胞誘導分化為心肌細胞的研究進展及中藥干預的前景展望[J].廣州中醫藥大學學報，2006，23（1）：5-8.

[3] 李寶善，馬厚勛.骨髓間充質干細胞向心肌細胞分化的調控機制及中藥誘導研究進展[J].中國中西醫結合雜志， 2011，31（1）：133-138.

[4] 唐新征，張偉寧，鄧鳴.黃芪注射液體外誘導大鼠骨髓間充質干細胞分化為心肌細胞的實驗研究[C].中華中醫藥學會血栓病學術研討會論文匯編，2010：121-126.endprint

[5] 孫黎，焦保良，王景川，等.黃芪注射液培養大鼠骨髓間充質干細胞的生物活性[J].中國組織工程研究與臨床康復，2010，14（49）：9212-9215.

[6] 楊慶有，冼紹祥，孫慧茹，等.黃芪含藥血清誘導骨髓間充質干細胞分化為心肌樣細胞的實驗研究[J].遼寧中醫雜志，2008，35（6）：832-834.

[7] 唐新征，張偉寧，鄧鳴.黃芪注射液與5氮胞苷體外誘導大鼠骨髓間充質干細胞分化為心肌細胞的研究[J].湖南中醫藥大學學報，2009，29（6）：43-45.

[8] 孫敬和，冼紹祥，黃習文，等.黃芪甲苷聯合5-氮胞苷誘導MSCs 分化為心肌樣細胞的實驗研究[J].中藥新藥與臨床藥理，2012，23（4）：431-434.

[9] 冼紹祥，楊忠奇，汪朝暉，等.黃芪甲苷體外誘導骨髓間充質干細胞分化為心肌樣細胞的實驗研究[J].廣州中醫藥大學學報，2007，24（1）：37-40.

[10] 隋吉峰，楊關林，陳巖，等.丹參干預骨髓間充質干細胞移植治療急性心肌梗死的實驗研究[J].中華中醫藥學刊，2009，27（6）：1253-1256.

[11] 武重陽，孫蘭軍，趙英強，等.復方丹參滴丸含藥血清誘導大鼠骨髓間充質干細胞分化為心肌樣細胞[J].中國老年學雜志，2010，30：2328-2330.

[12] 陳圖剛，羅偉，程曉曙.人參總皂貳對心肌細胞缺血再灌注損傷的保護作用[J].江西醫學院學報，2001，41（1）： 10-12.

[13] 汪朝暉，冼紹祥， 楊忠奇，等.人參總皂苷誘導骨髓間充質干細胞分化為心肌樣細胞的實驗研究[J].廣東中醫藥大學學報，2006，23（2）：100-103.

[14] 潔文，楊敏，朱劍光，等.三七總皂苷對心血管作用的藥理研究新進展[J].現代食品與藥品雜志，2007，17（2）：1-4.

[15] 宋清，張曉文，盧新政，等.參三七皂苷Rg1預適應對5-氮胞苷誘導大鼠骨髓間充質干細胞向心肌細胞轉化的干預[J].中國組織工程研究與臨床康復，2007，11（24）：4693-4697.

[16] 李志泉，冼紹祥，汪朝暉，等.三七總皂苷對骨髓間充質干細胞增殖和向心肌樣細胞分化的影響[J].廣州中醫藥大學學報2007，24（6）：470-475.

[17] 楊忠奇，冼紹祥，汪朝暉，等.三七總皂苷對骨髓間充質干細胞分化為心肌樣細胞的作用[J].中藥新藥與臨床藥理，2006，17（4）：239-242.

[18] 王新華.地黃低聚糖聯合骨髓間充質干細胞移植治療心力衰竭的實驗研究[D].北京：中國人民解放軍軍醫進修學院，2008.

[19] 王新華，王士雯，李泱，等.地黃低聚糖誘導骨髓間充質干細胞向心肌樣細胞分化的實驗研究[J].解放軍醫學雜志，2009，34（4）：412-414.

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[20] 劉韶英，吳紅金.淫羊藿苷藥理作用的研究進展[J].醫學綜述，2009，15（6）：909-912.

[21] 謝玲玲.淫羊藿苷誘導骨髓間充質干細胞分化心肌樣細胞的實驗研究[D].廣州：廣州中醫藥大學，2008.

[22] 劉韶英.淫羊藿苷對骨髓間充質干細胞增殖及向心肌細胞分化的影響[D]. 北京：北京中醫藥大學，2009.

[23] 葉丙霖，李盛華，李小宏，等.中藥對骨髓間充質干細胞增殖與分化影響的研究進展[J].甘肅中醫，2008，21（1）： 14-15.

[24] 許寶滿，蔡建平，張愛國，等.中藥對骨髓間充質干細胞干預的研究進展[J].中國中醫骨傷科雜志，2011，19（2）： 66-68.

（收稿日期：2013-11-08）endprint