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阿托伐他汀在制备促进骨髓间质干细胞在体存活和成心肌分化中的应用.pdf

  • 上传人:Y0****01
  • 文档编号:528431
  • 上传时间:2018-02-21
  • 格式:PDF
  • 页数:12
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  • 摘要
    申请专利号:

    CN201010259162.9

    申请日:

    2010.08.23

    公开号:

    CN102370637A

    公开日:

    2012.03.14

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情:

    发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):A61K 31/40申请公布日:20120314|||实质审查的生效IPC(主分类):A61K 31/40申请日:20100823|||公开

    IPC分类号:

    A61K31/40; A61P9/00; A61P9/10

    主分类号:

    A61K31/40

    申请人:

    杨跃进; 钱海燕

    发明人:

    杨跃进; 钱海燕

    地址:

    100037 北京市西城区北礼士路167号

    优先权:

    专利代理机构:

    代理人:

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    内容摘要

    本发明公开了阿托伐他汀在促进骨髓间质干细胞移植后在体存活和向心肌细胞分化中的应用。本发明还涉及该药在用于自体骨髓间质干细胞治疗心血管疾病中的应用。

    权利要求书

    1: 阿托伐他汀在制备促进骨髓间质干细胞在体存活和成心肌分化的药物中的应用。
    2: 根据权利要求 1 所述的应用, 其特征在于所述药物的剂型为胶囊剂、 片剂、 丸剂、 口 服液、 软胶囊剂或滴丸剂。
    3: 根据权利要求 1-2 中任一项所述的应用, 其特征在于阿托伐他汀在制备用自体骨髓 间质干细胞治疗心血管疾病的辅助药物中的应用。
    4: 根据权利要求 3 所述的应用, 其特征在于, 所述心血管疾病为心肌梗塞。
    5: 根据权利要求 3 所述的应用, 其特征在于, 所述心血管疾病为急性心肌梗塞。

    说明书


    阿托伐他汀在制备促进骨髓间质干细胞在体存活和成心肌 分化中的应用

        技术领域 本发明涉及一种药物的新用途, 具体地, 涉及阿托伐他汀在制备促进骨髓间质干 细胞在体存活和成心肌分化的药物中的应用。
         背景技术 心血管疾病每年夺走 1200 万人的生命, 接近世界人口总死亡的 1/4, 成为人类健 康的头号大敌。对于心肌梗死或心力衰竭, 传统的治疗方法, 包括药物、 介入和外科手术均 不能使缺失的心肌细胞再生, 由于心肌缺失造成不可逆转的心肌重塑过程, 终至心力衰竭 和死亡。
         近年来, 干细胞再生医学在心血管疾病治疗中取得了突破性进展, 该技术又被称 为细胞心肌成形术 (cellular cardiomyoplasty), 即通过移植干细胞或心肌细胞, 或者 动员外周循环血干细胞或骨髓干细胞迁移到心肌受损部位来实现损伤心肌的修复。移 植干细胞实施细胞心肌成形术是改善心肌梗死造成的血液动力学和神经体液紊乱的一 种可行的方法。各种前期动物实验表明干细胞具有修复心肌细胞的能力, 能改善梗死 区的灌注和心功能 [SchusterMD, Kocher AA, Seki T, Martens TP, Xiang G, Homma S, et al.Myocardialneovascularization by bone marrow angioblasts results in cardiomyocyteregeneration.Am J Physiol Heart CircPhysiol 2004 ; 287 : H525-532. (SchusterMD, Kocher AA, Seki T, Martens TP, Xiang G, Homma S 等, 骨髓成血管细胞引起 的血管新生导致心肌细胞再生 . 美国生理杂志心脏和循环分册 2004 ; 287 : H525-532.)]。
         尽管干细胞被用于心肌修复的临床研究, 但由于缺血 / 再灌注及炎性因子等的影 响导致在局部缺血心脏的供体细胞死亡, 因此细胞心肌成形术的发展因植入细胞存活率 低而受到阻碍。研究表明大量细胞在移植入受损的心脏后 死亡, 其中绝大部分细胞在移 植后 24 小时内流失, 12 周后仅剩下 15 %存活 [Muller-Ehmsen J, Whittaker P, Kloner RA, Dow JS, Sakoda T, Long TI, et al.Survival and development of neonatal rat cardiomyocytes transplanted into adultmyocardium.J Mol Cell Cardiol 2002 ; 34 : 107-116.[PMID : 11851351](Muller-Ehmsen J, Whittaker P, Kloner RA, Dow JS, Sakoda T, Long TI, 等 . 新生大鼠的心肌细胞移植入成年大鼠心肌后的生存和发育 . 分子细胞心脏 病学杂志, 2002 ; 34 : 107-116.)]。
         急性心肌梗死会导致严重的局部心肌缺血、 炎症反应、 氧化应激和凋亡, 这将明显 降低移植细胞的存活率。 因此, 保护局部移植的干细胞, 减少或避免其死亡对临床应用具有 重要意义。目前已有几种可以改善植入细胞存活率的方法 : (1) 热休克疗法能改善移植细 胞对体内缺血 / 再灌注损伤的耐受性, 提高植入心脏后的存活率 [Suzuki K, Smolenski RT, Jayakumar J, Murtuza B, Brand NJ, Yacoub MH.Heat shock treatment enhances graft cell survival inskeletal myoblast transplantation to the heart.Circulation 11082390])(Suzuki K, Smolenski RT, Jayakumar J, 2000 ; 102 : III216-221.[PMID :
         Murtuza B, BrandNJ, Yacoub MH. 热休克疗法增强骨髓成肌细胞移植到心脏后的存活 . 循 环 .2000 ; 102 : III216-221.)] ; (2)Akt 修饰的骨髓间质干细胞可以进一步改善梗死心脏功 能 [Mangi AA, Noiseux N, Kong D, He H, Rezvani M, Ingwall JS, etal.Mesenchymal stem cells modified with Akt prevent remodeling and restoreperformance of infarcted hearts.Nat Med 2003 ; 9: 1195-1201.[PMID : 12910262](Mangi AA, Noiseux N, Kong D, He H, Rezvani M, Ingwall JS 等, Akt 修饰的间充质干细胞阻止梗死心脏重构和恢复心脏功 能 . 自然医学, 2003 ; 9: 1195-1201.)] ; (3) 在局部缺血心肌注射质粒载体使亚铁血红素加 氧酶 -1 过度表达, 减少单核细胞浸润的数量, 下调炎症因子的表达 [Tang YL, Tang Y, Zhang C, Qian KP, Shen LP, Phillips I.Improved graft mesenchymal stem cellsurvival in ischemic heart with a hypoxia-regulated Heme Oxygenase-1 vector.JAm CollCardiol 2005 ; 46 : 1339-1350.[PMID : 1619885])(Tang Y, Zhang C, Qian KP, Shen LP, Phillips I. 亚铁血红素加氧酶 -1 过度表达的间充质干细胞 移植到缺血心脏后生存改善 . 美国心脏 病学院杂志 2005 ; 46 : 1339-1350.)]。但是, 以上方法均建立在供体细胞水平的基础上, 而 决定移植细胞在心脏中的命运之关键是梗死局部心肌的微环境, 因此针对梗死心肌微环境 进行的干预可能更加有效的促进移植细胞的存活和发挥生物学效应。 发明内容 本发明目的是提供阿托伐他汀在制备促进骨髓间质干细胞在体存活和成心肌分 化的药物中的应用。
         为实现阿托伐他汀在制备促进骨髓间质干细胞在体存活和成心肌分化的药物中 的应用, 可以将阿托伐他汀制成胶囊剂、 片剂、 丸剂、 口服液、 软胶囊剂或滴丸剂。
         本发明优选的方案是是阿托伐他汀在制备用自体骨髓间质干细胞治疗心血管疾 病的辅助药物中的应用。
         本发明更优选的方案是阿托伐他汀在制备用自体骨髓间质干细胞治疗心肌梗塞 的辅助药物中的应用。
         本发明还优选为阿托伐他汀在制备用自体骨髓间质干细胞治疗急性心肌梗塞的 辅助药物中的应用。
         发明人经过大量试验研究, 研究数据表明, 使用阿托伐他汀干预对运用自体骨髓 间质干细胞进行细胞心肌成形术起到促进作用。 微点阵探测梗塞后心脏的基因表达剖面发 现单一使用低剂量阿托伐他汀可以使基因表达产生积极变化, 包括对抗炎、 抗凋亡、 抗纤维 化基因的增量调节, 因此, 认为使用阿托伐他汀干预能改善急性心肌梗塞后的局部微环境, 从而显著提高植入的骨髓间质干细胞的存活和分化能力。 进而, 实验数据还证明, 使用阿托 伐他汀干预可以有效改善急性心肌梗塞后的局部内环境, 对运用自体骨髓间质干细胞进行 细胞心肌成形术起到促进作用, 从而对骨髓间质干细胞的移植的临床应用具有重要意义。
         在本发明所述阿托伐他汀的应用方案中, 将阿托伐他汀制成胶囊剂、 片剂、 丸剂、 口服液、 软胶囊剂或滴丸剂中的一种, 为实现这些剂型的制备, 需在制备这些剂型时加入 药学可接受的辅料, 例如 : 填充剂、 崩解剂、 润滑剂、 助悬剂、 粘合剂、 甜味剂、 矫味剂、 防腐 剂、 基质等。填充剂包括 : 淀粉、 预胶化淀粉、 乳糖、 甘露醇、 甲壳素、 微晶纤维素、 蔗糖等 ; 崩解剂包括 : 淀粉、 预胶化淀粉、 微晶纤维素、 羧甲基淀粉钠、 交联聚乙烯吡咯烷酮、 低取代
         羟丙纤维素、 交联羧甲基纤维素钠等 ; 润滑剂包括 : 硬脂酸镁、 十二烷基硫酸钠、 滑石粉、 二 氧化硅等 ; 助悬剂包括 : 聚乙烯吡咯烷酮、 微晶纤维素、 蔗糖、 琼脂、 羟丙基甲基纤维素等 ; 粘合剂包括, 淀粉浆、 聚乙烯吡咯烷酮、 羟丙基甲基纤维素等 ; 甜味剂包括 : 糖精钠、 阿斯帕 坦、 蔗糖、 甜蜜素、 甘草次酸等 ; 矫味剂包括 : 甜味剂及各种香精 ; 防腐剂包括 : 尼泊金类、 苯 甲酸、 苯甲酸钠、 山梨酸及其盐类、 苯扎溴铵、 醋酸氯乙定、 桉叶油等 ; 基质包括 : PEG6000, PEG4000, 虫蜡等。为使上述剂型能够实现中药药剂学, 需在制备这些剂型时加入药学可接 受的其它辅料 ( 范碧亭 《中药药剂学》 , 上海科学出版社 1997 年 12 月第 1 版中各剂型记载 的辅料 )。
         为实现本发明所述应用方案, 阿托伐他汀的使用量推荐起始剂量为 10mg/ 日, 剂 量范围 10-60mg/ 日, 口服, 每日一次。
         为证实阿托伐他汀促进促进骨髓间质干细胞在体存活和成心肌分化的作用, 发明 人进行了如下实验 :
         材料与方法
         实验动物
         10 月龄的中华小型猪, 体重 (30kg±5kg), 由中国农业大学实验动物中心提供。 所有实验动物均受到人道对待, 符合美国国立卫生研究院颁布的 《实验动物管理和使用指 南》 。 并且, 所有实验方案均得到了中国医学科学院实验动物管理委员会和中国协和医科大 学阜外心血管病医院实验动物伦理委员会的认可。
         猪骨髓间质干细胞 (MSCs) 的分离和培养
         肌肉注射氯胺酮和地西泮对猪进行麻醉, 两种药物剂量分别为 25mg/kg 和 1mg/ kg。 在无菌操作下对猪的左髂嵴处备皮、 铺单, 用含 12,500 单位肝素 的注射器抽取约 50ml 骨髓。所有实验动物在送回饲养间之前均肌肉注射丁丙诺啡 0.3mg 止痛。
         MSCs 的分离和培养按以前报道方法略作修改。即抽取的骨髓用磷酸盐缓冲液 (PBS) 稀释 1 倍, 加入硅石胶态悬浮液 (Percoll 分离液, 1.077g/ml, Sigma 公司 ), 在 4℃条 件下, 800g 离心 30 分钟分离出单个核细胞。细胞沉淀物用 PBS 冲洗 2 次, 后以 5×105/cm2 的密度铺于正常培养基 [ 含低葡萄糖 DMEM(Gibco 公司 ), 10%胎牛血清 (Gibco), 100U/ml 青霉素和链霉素 ] 上, 置于 37℃、 含 5%二氧化碳的潮湿培养箱中培养。三天后, 通过更换 培养基去除造血细胞、 成纤维细胞和其它非贴壁细胞。保留下的贴壁的纯化骨髓间质干细 胞进一步培养增殖。实验过程中每三天更换一次培养基。经过 10 天培养, 贴壁细胞形成均 一的细胞克隆。当贴壁细胞达到 80%融合后, 加入 0.25%胰酶 -0.02% EDTA 液 (Sigma) 使 其重新悬浮, 以 1 ∶ 3 的比率传代进行进一步培养。
         心肌梗死模型, 移植细胞的制备及本发明药物组的促进作用
         28 头中华小型猪平均分为 4 组, 每组 7 只 : 第一组为对照组、 第二组 ( 单一使用 低剂量阿托伐他汀干预治疗 )、 第三组 ( 单一进行 MSCs 移植干预治疗 ) 和第四组 ( 联合使 用 MSCs 移植和阿托伐他汀干预治疗 )。在 MSCs 达 80%融合后, 将其从培养瓶中分离, 在 含 10%胎牛血清的 DMEM(GIBCO) 培养基中使其重新悬浮, 用 4′, 6 二脒基 -2- 苯吲哚盐酸 (DAPI)(50μg/ml, Sigma) 在 37℃条件下标记 30 分钟。将细胞在 PBS 液中洗涤 6 次去除未 结合的 DAPI, 然后每个实验动物选取 3×10 个细胞置于温暖的 DMEM 中保存数分钟后进行移 植。标记过程非常重要, 需确保所有的移植细胞核着色。肌肉注射氯胺酮和地西泮对猪进行麻醉, 两种药物剂量分别是 25mg/kg 和 1mg/ kg, 气管插管, 连接机械呼吸机进行人工通气, 通过血管内注射氯胺酮和地西泮维持麻醉。 沿胸骨正中线开胸, 分离冠状动脉左前降支 (LAD) 至第一对角支, 并用塑胶套管结扎, 确保 局部缺血部位的形成。冠脉结扎前静脉注射利多卡因 2mg/kg, 后持续静脉内给药直至手术 结束, 持续剂量为 0.5mg/min。 阻塞冠状动脉左前降支 (LAD)90 分钟形成心肌梗死 / 再灌注 模型。
         再灌注后 30 分钟, 在每个实验动物的梗死区及其周边区注入自体骨髓间 质干细 胞 (3×10 个细胞 ) 悬浮液 500μl。对照组动物注入等体积的 DMEM 液。
         移植结束后, 关闭胸腔, 同时放置一个 18F 纵隔导管以重建胸腔内负压并引流残 留血液和灌洗液。此后, 停止使用麻醉剂, 在适当时候拔除气管插管使伤口愈合。在没有气 体渗漏或残余血液的时候拔除胸部导管。所有实验动物术后均接受抗菌治疗, 肌肉注射先 锋霉素Ⅴ 1.0, 每天两次, 连续三天 ; 同时肌肉注射丁丙诺啡止痛, 每天两次, 每次 0.3mg, 连 用三天。
         根据既往实验研究确定的剂量, 从实施骨髓间质干细胞移植前三天至移植后四天 给第二和第四组动物喂养阿托伐他汀, 使用剂量为 0.25mg·kg-1·d-1。 核磁共振影像 (MRI)
         在细胞移植一周后和六周后分别采用电影 MRI 和增强 MRI 采集实验动物心功能参 数。 采用临床使用的配有射频接收线圈的 1.5T 磁共振成像扫描机 ( 西门子, 德国 (Siemens, Germany)) 进行核磁共振成像。 肌肉注射氯胺酮和地西泮对实验动物进行麻醉, 剂量分别是 25mg/kg 和 1mg/kg。MRI 采用无线心电门控自旋回波。电影 MRI 和相应的增强 MRI 每 4mm 扫描一层, 自二尖瓣水平开始, 一共 6-8 层。测定横向和矢向视图以确定短轴的正确位面, 每 60°确定一个长轴的影像。联合使用全聚焦稳态快速梯度回波 (TrueFisp) 脉冲序列与 敏感度编码 (TSENSE) 平行成像技术获取电影 MRI 影像。 典型成像参数如下 : 循环时间 (TR) = 41.7ms, 回波时间 (TE) = 1.39ms, 带宽 (BW) = 965Hz/PX, 翻转角度 (FA) = 48°, 影像 矩阵= 109×192, 空间分辨率= 3.2mm×2.0mm, 层厚 (SL) = 6.0mm, 平行因素= 3。采用 TSENSE 成像技术的回波成像元件来获取 3-4 短轴位的第一次流程灌注图像和一张四室图 像 (TR = 6.0ms, TE = 1.22ms, FA = 30°, 空间分辨率= 2.8mm×2.8mm, SL = 10.0mm, 平行 因素= 2, 每次心搏 4-5 张图像, 所有的层面均为一次饱和前脉冲 )。第一轮扫描获取约 60 个心动周期的图像。将 0.1mmol Gd-DTPA( 先灵公司 (Schering)) 用 20mL 0.9% NaCl 冲 洗 ( 流速 4mL/s)。灌注后静脉注射 0.1mmol/kg 马根维显溶液, 5 分钟后静脉注射 0.2mmol/ kg 二亚乙基三胺五乙酸钆 (Gd-DTPA), 而后直接进行增强 MRI 摄影。使用反转恢复 (PSIR) 闪光序列完成 T1 加权, 运用 PSIR 技术对 T1 进行调整。典型图像参数如下 : TR = 700ms, TE = 4.8ms, BW = 130kHz, 平面分辨率= 1.8×1.3mm, 图像矩阵= 156×256, SL = 8mm。移 植干细胞后 6 周再次拍摄所有电影 MRI 和增强 MRI 图像。根据解剖学定位使此次拍摄的短 轴切片与第一次基线拍摄的相对应。另外, 为提供健康对照, 5 只假手术组动物采用相同的 MRI 实验设计进行研究。
         单光子发射计算机断层摄影 (SPECT)
         为测定心肌灌注缺损面积, 在细胞移植一周后与六周后对心肌进行单光子发射计 算机断层摄影。静注锝 - 甲氧基异丁基异腈 296MBq(8mCi), 45-60 分钟后用 γ 照相机进行
         心肌断层显像。采用低能耗双探头 γ 照相机 ( 法瑞克姆, 通用公司 (Varicum, GE)), 配有 20%能量窗口的高分辨率准直器, 置位于到 140KeVγ 峰值。每桢采集 40s、 32 个影像, 采集 矩阵 64×64, 投照范围从右前斜 45°~左后斜 45°, 共 180°。SPECT 重建采用巴特渥斯 (Butterworth) 低滤波, 截止频率 0.45, 类型为 5, 通过对心脏轴进行调整, 重建心脏短轴、 垂直长轴、 水平长轴三个轴面的图像数据。采用闪烁法的牛眼技术计算灌注缺损面积。
         组织学分析
         为检测移植的骨髓间质干细胞成心肌和血管分化潜力, 对心肌冰冻组织切片进 行荧光免疫分析, 以 5μm 厚度连续切片。检测的抗体包括 : 血管内皮细胞特异性的因子 Ⅷ (VWF 1 ∶ 50, DAKO)、 α- 血管平滑肌肌动蛋白 (SM-actin, 1 ∶ 50, DAKO)、 α- 横纹肌肌 动蛋白 (1 ∶ 50, DAKO)、 心脏肌钙蛋白 T(cTn-T, 1 ∶ 50, Sigma)、 缝隙连接蛋白 43(1 ∶ 50, Sigma)。切片经 PBS 漂洗后, 用罗丹明或异硫氰酸荧光素标记的羊抗鼠或兔 IgG 孵育。最 后, 在激光扫描共聚焦显微镜下观察拍照。
         测定体内移植的骨髓间质干细胞的存活和分化能力, 自心尖至心底将左心室横断 切成 8 片, 每片随机选取 5 张 5-μm 厚的冰冻切片。在荧光显微镜下, 每张冰冻切片随机选 取 5 个视野进行观察并计数对 DAPI 和 cTn-T 呈阳性的细胞。对 cTn-T 呈阳性的细胞被认 为是分化的心肌样细胞。在梗死部位随机选取 5 张切片测定缝隙连接蛋白 43 的细胞间染 色密度, 并运用图像分析系统进行分 析。 测定梗死区及梗死周边区的毛细血管密度, 组织制备方法为 Weidner N, Semple JP, Welch WR, Folkman J.Tumor angiogenesis and metastasis-correlation in invasive breast carcinoma.N Engl J Med 1991 ; 324 : 1-8.[PMID : 1701519](Weidner N, Semple JP, Welch WR, Folkman J. 侵入性乳腺癌中肿瘤血管发生和转移相关性 . 新格兰医学杂志, 1991 ; 324 : 1-8.) 所记载。用 VWF 抗体 (1 ∶ 200, DAKO) 对切片进行染色。从每个试验动物 的梗死区和梗塞周边区域分别选取 5 张和 8 张切片, 由一名未参与细胞处理的研究人员进 行分析, 计数阳性染色的血管。从每张选取的切片中随机选取 5 个高倍视野进行计数, 结果 用每个高倍视野下的毛细血管数目来表达。
         脱氧核苷酸转移酶介导的脱氧三磷酸尿苷 (dUTP) 缺口末端标记法 (TUNEL) 检测 细胞凋亡
         我们用 TUNEL 分析法 ( 罗氏, 德国 ) 检测心肌组织中细胞凋亡情况, 在实验终点 时, 获取所有动物梗死周边区域的心肌组织切片, 石蜡切片用胰酶消化脱蜡, 与末端脱氧核 苷酸转移酶 (TdT) 和荧光素标记的 dUTP 在 37℃湿箱中孵育 60 分钟。然后与氢化荧光素共 轭的碱性磷酸酶特异性抗体孵育 30 分钟, TUNEL 染色用 3, 3- 二氨基联苯胺 (DAB) 显色, 含 有 DNA 断裂片断的胞核被染成蓝色。为了检测切片中凋亡胞核的比例, 组织用心肌特异性 的结蛋白 (Desmin) 单克隆抗体复染 (1 ∶ 100, DAKO), 组织切片在 400 倍显微镜下观察, 最 少在 8 个高倍视野下计数 100 个以上的心肌细胞, 凋亡指数 (apoptotic index) 为凋亡的 心肌细胞占视野中心肌细胞总数的百分比。
         抗氧化酶活性和脂质过氧化物
         为了检测梗死心肌的氧化应激水平, 我们在实验终点时获取梗死周边心肌组织, 超氧化物歧化酶用黄嘌呤氧化法检测 ( 南京建成公司 ), 脂质过氧化物用硫代巴比妥酸法 检测的心肌丙二醛水平表示 ( 南京建成公司 )。
         炎症因子表达水平
         为了以 Western blotting 免疫印迹法检测梗死周边区心肌组织中炎症因子白细 胞介素 1-β(IL 1-β)、 白细胞介素 6(IL 6) 和肿瘤坏死因子 -α(TNF-α) 的表达情况, 各 组样品均取 50μg 蛋白, 在 Tris/HCl 缓冲系统配制的 10% SDS-PAGE 中进行电泳分离, 电转 移至 NC 膜, 加入多克隆山羊抗 IL-1β(1 ∶ 1,000), IL-6(1 ∶ 1,000) 和 TNF-α(1 ∶ 1,000) 抗体。孵育后以 PBS 洗膜, 再加辣根酶标记二抗 (1 ∶ 5000)(20mlTBST+4μl 二抗 ) 温 育 1h, 经化学发光法可以显示目标蛋白的特异性条带, 再以单克隆小鼠抗 -actin 抗体 (1 ∶ 10,000) 作参照。
         统计分析
         连续变量用均数 ± 标准差表示, 用卡方检验 (χ2) 对第三组和第四组分化率的组 间差异进行分析。 对数据进行方差齐性检验和正态分布评估, 而后进行方差分析, 确定各组 在各个分析阶段 ( 移植后一周为基线检测, 移植后六周为终点检测 ) 存在的差异, 以移植一 周后数据为参照对移植六周后数据进行分析。用最小显著差异法 (LSD) 检验对两组间的多 个参数进行对比。用巴夫罗尼 (Bonferroni) 法校正, 当 P < 0.05 时, 差异有显著意义。所 有数据均使用 SPSS13.0. 进行统计分析。 结果
         在所有参数成功收集以前, 对照组、 第二组、 第三组中各有一只动物死亡, 死亡动 物数据未纳入统计分析。
         核磁共振影像与单光子发射计算机断层摄影
         每组共取 36 个节段进行分析, 计数运动障碍节段以分析室壁增厚率。移植一周 后, 对照组、 第二组、 第三组、 第四组的 36 个节段中运动障碍节段在各组间无显著差异 (P > 0.05)。所有的运动障碍节段被用来计量局部的室壁增厚率。移植一周后, 其它参数, 包括 局部室壁增厚率 (P = 0.915)、 左心室射血分数 (LVEF, P = 0.996)、 梗死面积 (P = 0.991)、 左室舒张末期容积 (EDV, P = 0.852)、 左室收缩末期容积 (ESV, P = 0.990)、 左室质量指数 (LVmass index, P = 0.791), 在 4 组间比较无显著差异。移植 6 周后, 与对照组相比, 第四 组的心功能各项参数除 EDV 外均有显著改善 (P < 0.05)。 各组左室功能及心室几何结构的 改变见表 1。
         表 1 心脏核磁共振显示的左室结构和功能
         # P > 0.05( 四组之间基线时比较 ) ; P > 0.05( 其他三组终点值与对照组相应终点 * 值比较 ) ; P < 0.05( 其他三组终点值与对照组相应终点值比较 )
         最 初 的 移 植 一 周 后 的 SPECT 结 果 显 示 四 组 间 无 显 著 差 异 (50.7±14.5 % * vs53.7±14.9% vs 52.2±16.3% vs 51.2±14.6%, P = 0.951)。移植 6 周后, 实验终点 SPECT 显示对照组和第三组的平均灌注缺损面积分别变为 47.8±11.1%和 49.8±13.6% (#P > 0.05) ; 而第二组和第四组的平均灌注缺损面积为 38.7±13.1%和 29.3±9.0%, 较 前三组显著减少 (n = 7, ##P < 0.0001)。
         组织学分析
         第一组 ( 对照组 )、 第三组 ( 单一进行骨髓间质干细胞移植干预治疗 ) 均存在严重 纤维化和炎性细胞浸润, 梗死区基本没有心肌细胞存活 ; 然而, 第二组 ( 单一使用低剂量阿 托伐他汀干预治疗 )、 第四组 ( 联合使用骨髓间质干细胞移植和阿托伐他汀干预 ) 梗死区纤 维化和炎性细胞浸润较轻。细胞移植 6 周后, HE 染色显示, 对照组梗死部位严重纤维化并 出现慢性炎细胞浸 润, 心肌细胞存活很少, 第三组情况也同样如此。 相比较而言, 第二组和 第四组纤维化和慢性炎细胞浸润现象较轻, 同时梗死区有心肌细胞存活。
         第三组 ( 单一进行骨髓间质干细胞移植干预治疗 ) 几乎观察不到 4 ′, 6 二脒 基 -2- 苯吲哚盐酸 (DAPI) 标记的移植细胞 ; 第四组 ( 同时使用骨髓间质干细胞移植和本发 明药物干预治疗 ) 可以观察到较多 DAPI 标记的移植细胞 ; 第三组 ( 单一进行骨髓间质干细 胞移植干预治疗 ) 与第四组 ( 同时使用骨髓间质干细胞移植和本发明药物干预治疗 ) 的细 胞存活能力存在显著统计学差异。观察发现, 第四组 DAPI 标记的阳性细胞明显多于第三组 (373.9±90.3vs70.5±22.3, P < 0.0001)。
         部分 DAPI 标记的细胞表达 α- 横纹肌肌动蛋白、 心脏肌钙蛋白 T ; (C) 显示, 部分 DAPI 标记的细胞参与血管生成, 表达血管平滑肌肌动蛋白和血管内皮细胞特异性的因子
         Ⅷ。第三组 ( 单一进行骨髓间质干细胞移植干预治疗 ) 与第四组 ( 同时使用骨髓间质干细 胞移植和阿托伐他汀干预治疗 )DAPI 标记的细胞在心脏中成心肌分化比率的统计学比较, 两组植入细胞分化成心肌细胞的能力有显著差异。移植六周后, 第三组和第四组的免疫荧 光分析显示 DAPI 标记的阳性细胞表达心肌和微血管特有蛋白, 包括 α- 横纹肌肌动蛋白、 心脏肌钙蛋白 T、 血管性假血友病因子和血管平滑肌肌动蛋白, 表明部分植入的骨髓间质干 细胞已经分化成心肌和微血管。特别是第四组, 其植入的骨髓间质干细胞分化为心肌细胞 的效率显著高于第三组 (45.8±5.1%对 8.7±2.4%, P < 0.0001)。
         氧化应激水平的评估
         第 2 组 ( 单一使用低剂量阿托伐他汀干预治疗 ) 和第 4 组 ( 同时使用骨髓间质 干细胞移植和阿托伐他汀干预治疗 ) 超氧化物歧化酶 (SOD) 活力较对照组显著升高 (*P < 0.05)。但是第 3 组 ( 单一进行骨髓间质干细胞移植干预治疗 ) 与对照组比较没有显著 性差异 (**P > 0.05)。第 2 组 ( 单一使用低剂量阿托伐他汀干预治疗 ) 和第 4 组 ( 同时 使用骨髓间质干细胞移植和本发明药物干预治疗 ) 丙二醛 (MDA) 含量较对照组显著减少 (*P < 0.05)。第 3 组 ( 单一进行骨髓间质干细胞移植干预治疗 ) 和对照组之间没有显著 性差异 (**P > 0.05)。在实验终点, 第 2 组和第 4 组梗死周边心肌 SOD 活性显著高于对照 组 (98.8±13.4, 109.0±13.8vs 83.4±8.8U/mg 蛋白, P = 0.035and P < 0.001), 表明阿 托伐他汀能增强自由基清除能力, 然而第 3 组和对照组之间无显著性差异 (87.4±10.2U/ mg 蛋白, P = 0.564). 与之对应的是, 第 2 组和第 4 组梗死心肌 MDA 含量较对照组明显减少 (5.7±1.3, 5.5±1.1vs 9.0±0.8nmol/mg 蛋白, P < 0.0001), 提示阿托伐他汀能显著减轻 脂质过氧化及其引起的细胞损害, 对照组与第 3 组之间没有显著性差异 (8.5±0.8nmol/mg 蛋白, P = 0.366)。
         梗死心肌周围细胞凋亡和炎症因子表达情况
         在考察终点, 第 2 组 ( 单一使用阿托伐他汀干预治疗 ) 和第 4 组 ( 同时使用骨髓间 质干细胞移植和阿托伐他汀干预治疗 ) 梗死周边有较少的凋亡胞核 ( 红箭头 )。与对照组 比较, 第 2 组 ( 单一使用低剂量阿托伐他汀组干预治疗 ) 凋亡心肌明显减少 (P < 0.0001)。 而且第 4 组 ( 同时使用骨髓间质干细胞移植和本发明药物干预治疗 ) 凋亡指数明显少于第 2 组 ( 单一使用阿托伐他汀组干预治疗 )(P < 0.0001)。但是与对照组比较, 第 3 组 ( 单一 进行骨髓间质干细胞移植干预治疗 ) 凋亡细胞数没有显著性差异 (P = 0.289)。通过对肌 细胞特异标记物结合蛋白和 DNA 末端标记相伴染色, 与对照组比较本发明药物组, 包括第 2 组和第 4 组, 梗死左心室凋亡细胞显著减少 ( 凋亡指数 5.2±1.9, 1.9±0.3vs 10.1±1.8, P < 0.006, P < 0.0001), 而且第 4 组的凋亡指数也显著少于第 2 组 (P < 0.0001)。然而 第 3 组的凋亡指数与对照组比较无显著性差异 (9.2±1.4, P = 0.093)。各组心肌梗死区 促凋亡蛋白 Bax 及抑凋亡蛋白 Bcl2 的 WesternBlotting 免疫印迹图片, 与对照组相比, 第 2 组 ( 单一使用阿托伐他汀干预治疗 ) 和第 4 组 ( 同时使用骨髓间质干细胞移植和阿托伐 他汀干预治疗 ) 的 Bax 表达显著下调, 同时 Bcl-2 表达显著上调 ( 均 P < 0.0001) ; 然而第 3 组 ( 单一进行骨髓间质干细胞移植干预治疗 )Bax 表达无显著下降 (P > 0.05), 仅 Bcl-2 表达上调 (P < 0.01)。
         Western Blotting 免疫印迹法检测梗死周边区炎症因子表达条图显示, 第二组单 独使用阿托伐他汀组和第四组 ( 联合使用阿托伐他汀和间充质干细胞移植组 ), 三种炎症因子包括白细胞介素 1-β(IL 1-β)、 白细胞介素 6(IL 6) 和肿瘤坏死因子 -α(TNF-α), 均较对照组显著下调 (P < 0.0001), 而第三组 ( 单独间充质干细胞移植组 ) 仅下调了 TNF-α 的水平 (P = 0.04)。
         结论
         本试验研究表明 : (1) 急性心肌梗死 / 再灌注后立即心肌内注射自体骨髓间质干 细胞, 移植细胞在活体内存活、 分化能力有限, 未对梗死后心脏产生显著的功能学获益 ; (2) 短期内单独使用低剂量阿托伐他汀也未产生显著的功能学获益, 然而, 在使用阿托伐他汀 的基础上, 急性心肌梗死 / 再灌注后立即心肌内注射骨髓间质干细胞, 移植细胞在活体内 的生存和分化能力较单纯移植组显著增强, 同时阿托伐他汀和干细胞移植联合还能减少梗 死面积、 促进血管生成、 改善心肌功能、 逆转心室重构。
         本实验最重要的发现是 : 在短期内使用低剂量阿托伐他汀干预的基础上, 急性心 肌梗死及再灌注后立即心肌内注射骨髓间质干细胞, 植入细胞在活体内的生存和分化能力 较单一植入的骨髓间质干细胞显著增强, 同时对改善心功能具有显著作用。 这表明, 干细胞 的移植、 存活和分化对急性心肌梗死后的心肌微环境有很强的依赖性。
         本实验表明, 与单纯移植骨髓间质干细胞组相比, 联合使用阿托伐他汀和骨髓间 质干细胞移植组植入细胞的存活和分化显著提高, 此外, 单纯使用低剂量本发明药物组未 显著改善心功能。 基于上述实验结果, 我们可以推断, 本发明药物组对急性心肌梗死后局部 微环境的改善提高了植入细胞的存活率和生物活性。 尽管单纯使用低剂量阿托伐他汀本身 不会产生明显的疗效, 但它能显著提高植入的骨髓间质干细胞的存活和分化能力。本实验 结果表明, 短期内使用低剂量阿托伐他汀干预对运用自体骨髓间质干细胞移植起到促进作 用。 微阵列基因芯片技术探测梗死后心脏的基因表达谱发现单一使用低剂量本发明药物组 可以使基因表达产生积极变化, 包括对抗炎、 抗凋亡、 抗纤维化基因的上调 ( 数据未显示 )。 基于以上研究, 我们认为短期内使用低剂量阿托伐他汀能改善急性心肌梗死后的局部微环 境, 从而使植入的骨髓间质干细胞稳定存活和分化。
         综上所述, 我们首次发现短期内使用低剂量阿托伐他汀可以有效改善急 性心肌 梗死后的局部微环境, 对移植自体骨髓间质干细胞起到促进作用, 对骨髓间质干细胞的移 植的临床应用具有重要意义。 具体实施方式
         实施例 1 : 本发明片剂的制备
         a) 制剂配方为 :
         阿托伐他汀 100g, 淀粉 300g, 硬脂酸钙 5g
         b) 制备方法 :
         将上述阿托伐他汀 100g, 淀粉 300g 充分混匀, 加淀粉糊制成适宜软材, 制粒, 100 度烘干, 整粒, 加入硬脂酸钙, 压片制成 1000 片片剂。
         本发明药物的用量, 起始剂量为 1 片 / 日, 剂量范围 1-6 片 / 日, 口服, 每日一次即 可。
         实施例 2 : 本发明胶囊剂的制备
         a) 制剂配方为 :阿托伐他汀 200g, 乳糖 350g, 氢化植物油 3g
         b) 制备方法 :
         将上述阿托伐他汀 200g, 乳糖 350g 充分混匀, 加淀粉糊制成适宜软材, 制粒, 100 度烘干, 整粒, 加入氢化植物油, 混匀, 填充胶囊制成 1000 粒胶囊。
         本发明药物的用量为 1 粒 / 日, 剂量范围 1-3 粒 / 日, 口服, 每日一次即可。
         实施例 3 : 本发明颗粒剂的制备
         a) 制剂配方为 :
         阿托伐他汀 200g, 蔗糖 800g
         b) 制备方法 :
         将上述阿托伐他汀 200g, 蔗糖 800g 充分混匀, 加水制成适宜软材, 制粒, 100 度烘 干, 整粒, 装袋制成 1000 袋颗粒剂。
         本发明药物的用量为 1 袋 / 日, 剂量范围 1-3 袋 / 日, 口服, 每日一次即可。12

    关 键  词:
    阿托伐 制备 促进 骨髓 间质 干细胞 存活 心肌 分化 中的 应用
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    本文标题:阿托伐他汀在制备促进骨髓间质干细胞在体存活和成心肌分化中的应用.pdf
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