郑奇军综述,蔡振杰审校(第四军医大学西京医院心脏外科,陕西西安710032)

    摘要:细胞移植技术可修复实验动物的病损心脏,有效防止心力衰竭,具有广阔
的临床应用前景。 

　　近年来,在心力衰竭的治疗措施上取得了很大进展,如冠脉搭桥术、冠脉内球囊
扩张术的广泛应用,但是对已经发生心肌梗死的心脏,此类治疗并不能使梗死的心肌
功能改善。这主要是由于成年心肌细胞不能再生,损伤后的修复是由成纤维细胞完
成的,而不是由心肌细胞完成。目前,人们正在探索的细胞移植技术,为病损心脏的
细胞重建及衰竭心脏的功能恢复,提供了一种全新的治疗策略。损伤心脏的细胞修
复效果,取决于选择的供体细胞类型,这类实验的关键在于移植细胞的选材,其发展
大致分为以下阶段。

1　胚胎心肌细胞移植治疗心肌梗死

    1994年,Soonpan等[1]首次将转基因小鼠的胚胎心肌细胞,注射移植到成年小鼠
的左室壁,在移植后用免疫抑制剂,1个月后将其处死并进行组织学检查和电镜观察
,发现移植细胞不但能增生和长期成活,而且与正常宿主心肌细胞形成了超微结构连
接,提示移植细胞与宿主细胞间具备了通讯联系的物质基础。这一重大发现开辟了
心肌细胞移植研究的新记元,此后还有人用不同的动物模型进行研究,都得到了类似
的结果。胚胎心肌细胞移植的优越性已得到体现,移植心肌细胞可长期成活,并在受
体心肌形成心肌组织,刺激血管形成,改善左心室收缩功能。然而,从临床的角度来
看,胚胎心肌细胞的使用引起了几个争论,包括来源、免疫性及伦理学,这导致了人
们进一步寻找新的来源细胞。

2　骨骼肌卫星细胞移植治疗心肌梗死

     心肌细胞损伤后不能再生,而骨骼肌受损伤却可修复,这是因为卫星细胞的存
在。卫星细胞是一种巨核的未分化细胞,它位于骨骼肌纤维基质附近,处于未分化状
态,当被相应的刺激信号激活,可分化成骨骼肌纤维[2]。由于它一方面能进行分化
增殖,扩大宿主心肌中收缩成分的数目,另一方面能作为自体移植物,避免了任何形
式的免疫排斥反应,因此成为比较有吸引力的替代细胞。Taylor等[3]新近报道了将
兔骨骼肌卫星细胞要体外培养扩增至一定数量后,进行细胞标记,然后移植到自体心
肌疤痕(通过液氮冷冻形成),1个月后将其处死并进行组织学检查和电镜观察,发现
移植细胞长期成活,与正常心肌细胞形成了超微结构连接,再生的横纹组织对冷冻心
肌疤痕面积的修复率在部分动物可达75%。Scorsin等[4]在体外分离培养兔骨骼肌
卫星细胞后,进行细胞标记,然后移植到自体心肌梗死区(通过缝扎左冠前降支形成
),作心脏B超检查,自体对比研究移植前与移植后1月的心功能,发现细胞移植组与正
常对照组有明显差异(P<0.05)。卫星细胞来源有限,纯化困难,缺乏特异识别标志,
另外,它分化成骨骼肌细胞的同时,能否具备心肌的节律收缩能力,这还有待进一步
研究。

3　骨髓基质干细胞移植治疗心肌梗死

    尽管上述实验为治疗心梗后心衰提供了一种潜在的方案和前景,但这些方法也
存在供体困难、来源有限,或须有免疫抑制剂进行干预处伦理方面的问题,对此,有
人进行了骨髓基质干细胞诱导分化培养为心肌细胞后再移植的实验。骨髓基质干细
胞是一种多能干细胞,具有多向分化的潜能,经过诱导后可以分化为心肌细胞[5]。
这种取于自体的骨髓基质干细胞,取材方便,体外培养扩增后可以获得大量的细胞,
并且移植后不存在免疫抑制的问题,因此有较好的应用前景。Makino等[6]用5-氮杂
胞苷对小鼠的骨髓基质干细胞进行了诱导,骨髓基质干细胞最终分化为在形态学和
电生理学方面与心肌细胞一致的细胞。Tomito等[7]在体外分离培养鼠骨髓基质干
细胞后,用5-氮杂胞苷进行诱导,细胞标记,然后注射移植到自体心肌梗死区(通过液
氮冷冻形成),1个月后将其处死并进行组织学检查和电镜观察,发现移植细胞长期成
活,与正常心肌细胞形成了超微结构连接,同时,对心肌标本进行免疫组织化学染色
,以显示某些心肌蛋白质,结果证明为阳性。

    理论上,心肌细胞移植可发挥3大功能:1稳定病死心脏结构,防止组织重构;2改
善局部和整体心脏的收缩功能;3充当重组蛋白、生长因子和药物等分子的载体,诱
导宿主心肌分子变构,实现基因治疗[8]。目前,人们在探索细胞移植技术的同时,运
用分子生物学技术,进行基因治疗的研究。有人将Myo-D基因导入动物的梗死区心肌
组织,使梗死区的成纤维细胞向肌细胞分化。也有人利用腺病毒为载体,用基因转染
移植的载体细胞,从而在细胞移植的同时,稳定地表达基因产物,达到治疗目的。

    综上所述,细胞移植可以增加存活心肌细胞数量,改善心脏局部功能,提供一些
生长因子,刺激血管增生和受体心肌细胞的肥大,但它很难保证移植细胞与宿主心肌
细胞的同步收缩。因此,虽然可以修复心肌梗死,但功能发挥受到一定限制[9]。同
时,随着研究的深入,在选择供体细胞方面,研究者愈来愈集中于骨髓基质干细胞,并
运用分子生物学技术,结合基因治疗进行研究。上述针对缺血性心肌病及心梗后心
衰的治疗所进行的实验,为我们提供了一种全新的思路,并为治疗这种疾病提供了多
个潜在的较为光明的前景。相信随着技术的进步和认识水平的提高,对缺血性心肌
病及心梗后心衰的治疗一定能取得更大的进步。

参考文献:

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     心脏杂志