小鼠Sca-1^+干细胞对心肌梗死模型小鼠的疗效及其基因调控机制

目的探讨小鼠干细胞抗原-1阳性(stem cell antigen-1-positive,Sca-1^+)干细胞(stem cells,SCs)对心肌梗死(myocardial infarction,MI)模型小鼠的疗效及其基因调控机制。方法采用免疫磁珠分选法急性分离2日龄及3、6、9、12月龄小鼠心脏Sca-1^+SCs;通过结扎8周龄小鼠心脏冠状动脉左主降支,建立小鼠急性MI模型,于心梗边缘区分别注射PBS和Sca-1^+SCs悬液。术后行超声心动图测定心功能,Masson三色染色、心重/体重比(HW/BW)用于评价各组Sca-1^+SCs对心脏结构的影响。将各组小鼠心脏Sca-1^+SCs进行全基因组测序,通过STEM软件对转录组基因表达水平进行聚类及GO富集分析,筛选出乳鼠和成年鼠差异表达的基因类型,并采用qRT-PCR法进一步验证目的基因的表达情况。结果 MI术后,与PBS组比较,乳鼠心脏Sca-1^+SCs治疗组小鼠左室射血分数(left ventricular ejection fraction,LVEF)和左室短轴缩短率(left ventricular fraction shortening,LVFS)均明显升高(P <0. 05),HW/BW明显降低(P <0. 05),左室舒张末内径(left ventricular diastolic internal diameter,LVIDd)明显减小(P <0. 05);与成年鼠比较,乳鼠心脏Sca-1^+SCs移植治疗可降低心肌梗死面积,缓解心腔扩大。在乳鼠心脏Sca-1^+SCs中高表达,而成年鼠表达降低的基因共185个,regulation of developmental process条目上富集基因有38个,其中肌球蛋白重链6(myosin heavy chain6 cardiac muscle alpha,Myh6)、胰岛素样生长因子2(insulin-like growth factor 2,Igf2)、成骨细胞特异性因子(periostin,Postn)、神经元再生相关蛋白(neuronal regeneration related protein,Nrep)基因在乳鼠心脏Sca-1^+SCs中具有较高转录水平。与乳鼠比较,成年小鼠心脏Sca-1^+SCs中Myh6、Igf2、Postn、Nrep基因m RNA的表达水平均显著下调(P <0. 05)。结论乳鼠心脏Sca-1^+SCs移植对MI的疗效优于成年小鼠,其原因可能是乳鼠心脏Sca-1^+SCs中Myh6、Igf2、Postn、Nrep等基因的表达水平高于成年小鼠。

Curative effect of Sca-1 positive stem cells from mice on myocardial infarction in mouse model and its mechanism in gene regulation