骨髓間充質干細胞輔助右心耳右心室吻合建立新的電傳導通路的實驗研究.pdf

1、背景：
　　 心臟是推動血液循環(huán)的動力器官，起著泵血的作用。心臟傳導系統(tǒng)是由特殊分化的心肌細胞構成，產生并維持心臟正常的節(jié)律，保證心房、心室收縮和舒張的協調。心臟傳導系統(tǒng)包括竇房結、結間束、房室結、希氏束、束支、蒲肯野纖維。心臟興奮的正常傳導依賴于整個傳導系統(tǒng)的完整性。
　　 高度房室傳導阻滯是心臟內外科多種疾病的常見并發(fā)癥，比如缺血性心臟病及外科手術中房室結的損傷。1958年置入第一臺全埋置式心臟起搏器，自此，人工心臟

2、起搏成為高度房室傳導阻滯的唯一治療方法。近50年來，隨著科學技術的不斷進步，人工心臟起搏在工程技術方面都取得了長足進展，臨床適應癥不斷拓寬，因此需要心臟起搏治療的患者也越來越多。但是大量臨床資料也已證實心臟起搏器的并發(fā)癥甚多:1、與植入手術有關的并發(fā)癥:心律失常、氣胸和血氣胸、囊袋出血、誤穿鎖骨下動脈和誤置電極導線于左心室等。2、與組織損傷和炎癥反應有關的并發(fā)癥:囊袋傷口破裂、囊袋皮膚壞死和囊袋感染（嚴重者可致敗血癥）等。3、與電極導線

3、有關的并發(fā)癥:心肌穿孔、導線損壞、靜脈血栓形成、心肌外肌肉收縮、輸出阻滯和電極移位等。4、與起搏器有關的并發(fā)癥:起搏器感知障礙、心動過速和起搏綜合癥等。5、起搏器電池壽命導致再次手術的可能、對于體格發(fā)育中的患者也有明顯局限性。此外，安裝起搏器的患者須避免進入有強電磁場的環(huán)境，不得接受電熱治療、微波治療或中、高頻治療等，一些日用電器如電熱毯、電動剃須刀的使用也受到限制，給患者的日常生活帶來極大不便。
　　 由于起搏器存在的種種缺陷

4、，人們期待一種更加安全可靠的替代療法的出現。隨著分子生物學的發(fā)展，人們試圖發(fā)展生物起搏器。目前心臟生物起搏的研發(fā)策略主要是基因治療，而基因治療要成功地實施，必須具備三個關鍵因素:針對性的治療基因;基因運送系統(tǒng);基因表達調節(jié)系統(tǒng)。但是，相對于生物化學和分子生物學等學科對基因治療技術的巨大促進作用，進展緩慢的基因運送系統(tǒng)已經嚴重制約著基因治療的發(fā)展。
　　 雖然組織工程學在人工心臟瓣膜和血管的研究也都取得了重大進展，但對于房室傳導阻

5、滯的組織工程治療研究，國外還處于起步階段，國內也沒有相關報道。2006年，美國波士頓兒童醫(yī)院ChoiYH等從胎鼠體內獲得成肌細胞，并培養(yǎng)、接種到膠原質骨架結構，之后將其植入實驗鼠房室溝內，試圖用它來連接心房與心室間的信號傳導。實驗結果顯示，這一培養(yǎng)組織可以很好地傳導電脈沖信號，而且這種傳導是永久性的。但同時實驗也存在一些問題:1.由于實驗鼠心臟太小，不能有效破壞房室結，影響了對經培養(yǎng)組織下傳電信號的觀察;2.由于心房和植入組織之間的局部

6、傳入阻滯，須額外低電流刺激才能觀察電信號傳導，而這個問題在大型動物模型中是可以避免的;3.雖然電脈沖信號能夠下傳，但培養(yǎng)組織并不能像正常房室結一樣對信號進行延擱，所以導致了心房心室同時除極，影響了正常心臟功能。
　　 骨髓間充質干細胞(MesenchymalstemcellsMSCs)存在于骨髓基質，具有多向分化潛能。它可以向多種結締組織和一部分來源于外胚層的組織分化，比如脂肪、軟骨、骨、肌肉、真皮、神經等。骨髓間充質干細胞取材

7、方便，在體外培養(yǎng)時具有黏附性，成纖維樣生長，且表達特定的細胞表型，如CD29，CD44，CD90，CD105，而不表達CD34，CD45，因此易于鑒定和純化。骨髓間充質干細胞可分化為多系細胞，來源比較充足，無免疫抗原特性，體外培養(yǎng)成活率較高，目前已成為心臟病細胞治療最有潛力的種子細胞。
　　 縫隙連接又稱通訊連接，包括代謝偶聯和電偶聯，廣泛分布于動物組織細胞間，偶聯細胞相互通訊。縫隙連接是緊密連接的特定區(qū)域，連接兩個細胞膜，一個

8、細胞膜上的結構被稱為連接子，又叫半通道，是由六個亞單位——連接蛋白(connexin，Cx)分子構成的6聚體蛋白質。Cx普遍存在于心臟的工作細胞和傳導系統(tǒng)的特化細胞中，只是在數量與分布形式上存在著差異，不同的心肌組織表達不同表型的Cx，形成具有特定的生物學特性的細胞間通道。在哺乳動物心臟上發(fā)現了不少于4種Cx的存在，心房肌細胞表達Cx43、Cx40、和Cx45，心室肌細胞表達Cx43和Cx45，各項研究表明Cx43是心室肌細胞間電流的主

9、要導體。
　　 Maze手術的實踐證明，適當設計成形的心房肌條可以用來充當心房—心室電信號傳導的介質。因此，我們設計將右心耳翻轉與右心室做吻合，以期望心房細胞和心室細胞間建立起縫隙連接，為增加連接面積，減少心電傳導的電阻，我們在心房心室吻合面之間注入體外培養(yǎng)的骨髓間充質干細胞，以求達到心電更好的傳導。
　　 本課題共分兩部分，依次討論以下問題:(1)骨髓間充質干細胞的分離、培養(yǎng)、擴增、鑒定以及體外4'，6二脒基-2-苯基