本文關(guān)鍵詞：基于PET分子影像的心肌梗死干細(xì)胞治療的活體代謝功能監(jiān)測(cè)

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【摘要】：心肌梗死(myocardial infarction, MI)是目前冠心病中死亡率最高的疾病,也是全球致死率和致殘率的首要因素之一。心肌梗死后大量的心肌細(xì)胞壞死凋亡,使得心臟功能降低而逐步走向心力衰竭。目前的治療方法如藥物、介入及手術(shù)治療僅僅局限于改善癥狀,并不能挽救損傷的心肌細(xì)胞。近年來(lái),細(xì)胞療法成為了修復(fù)損傷細(xì)胞的新研究熱點(diǎn)。胚胎干細(xì)胞(embryonic stem cells, ESCs)能夠分化成心肌細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞等多種細(xì)胞來(lái)改善心臟功能,但是因其免疫排斥及倫理問(wèn)題等多方面因素限制其在臨床的廣泛應(yīng)用。所以尋找一種可替代的、無(wú)上述問(wèn)題的細(xì)胞應(yīng)用于心肌梗死就顯得尤為重要。2006年,Yamamaka是利用逆轉(zhuǎn)錄病毒載體將Oct3/4、Sox2、KIf4、c-Myc4種轉(zhuǎn)錄因子導(dǎo)入小鼠成纖維細(xì)胞,誘導(dǎo)出一種具有類似ESCs特性的多功能干細(xì)胞-誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞(induced pluripotent stem cells, iPSCs)。iPSCs在形態(tài)、分子特征、分化潛能等方面與ESCs具有相似性,并且在體外可以被誘導(dǎo)分化成各種心臟的組成細(xì)胞,如心肌細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞等。然而,干細(xì)胞治療的瓶頸之一就是無(wú)法活體,無(wú)創(chuàng),重復(fù)的監(jiān)測(cè)其在體內(nèi)的定植,分化等治療效果。為了更好地了解和評(píng)估干細(xì)胞在活體內(nèi)的治療效果,就需要使用一種無(wú)創(chuàng),敏感的方法來(lái)監(jiān)測(cè)其在活體內(nèi)的生物學(xué)行為。正電子發(fā)射斷層顯像(positron emission tomography, PET)技術(shù)用·8氟脫氧葡萄糖(18F fluorodeoxyglucose,18F-FDG)代謝來(lái)反映局部組織器官的功能及代謝變化,所以PET是目前評(píng)價(jià)干細(xì)胞治療效果的有效方法。盡管有研究表明ESCs. iPSCs均能夠改善心肌功能代謝,但尚未有研究將上述兩種干細(xì)胞同時(shí)運(yùn)用于一種動(dòng)物模型并進(jìn)行影像監(jiān)測(cè)來(lái)評(píng)價(jià)其治療效果。結(jié)合前述內(nèi)容,本實(shí)驗(yàn)首次應(yīng)用PET評(píng)價(jià)ESCs. iPSCs兩種干細(xì)胞及其誘導(dǎo)分化的心肌細(xì)胞對(duì)大鼠心肌梗死的治療效果,并對(duì)其療效進(jìn)行直接對(duì)比。第一部分：PET分子影像監(jiān)測(cè)多功能干細(xì)胞治療心肌梗死的實(shí)驗(yàn)研究我們用micro-PET、micro-超聲和免疫熒光檢查來(lái)監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)ESCs和iPSCs移植入大鼠心肌梗死模型后的治療效果。建立大鼠心肌梗死模型,術(shù)中移植ESCs和iPSCs,對(duì)照組注射等體積的磷酸鹽緩沖液(phosphate-buffered saline, PBS).術(shù)后的第3天、1、2、3和4周行micro-PET、micr超聲和免疫熒光檢查,最后一次PET掃描后,每組各取一只大鼠做放射自顯影檢查,其余大鼠做免疫組織學(xué)檢查。結(jié)果顯示：與PBS組相比,28天內(nèi)干細(xì)胞組的功能及代謝都明顯增加。ESCs組在第1周時(shí)心肌功能代謝均明顯高于iPSCs組,而在第3-4周iPSCs組則明顯高于ESCs組。免疫組織化學(xué)和免疫熒光檢查證實(shí)移植ESCs和iPSCs存活并遷移到梗死區(qū)內(nèi)分化為心肌細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞來(lái)修復(fù)損傷的心肌。時(shí)空動(dòng)態(tài)的PET、超聲及免疫熒光檢查顯示：ESCs和iPSCs能夠促進(jìn)心肌梗死后的代謝和功能恢復(fù)。第二部分：干細(xì)胞誘導(dǎo)分化的心肌細(xì)胞治療心肌梗死的影像學(xué)研究基于前期的探索和研究,我們?cè)隗w外將ESCs和iPSCs誘導(dǎo)分化成心肌細(xì)胞并用micro-PET、micro-超聲來(lái)監(jiān)測(cè)和比較兩種心肌細(xì)胞的移植治療效果。建立大鼠心梗模型后移植兩種心肌細(xì)胞,同樣在術(shù)后的第3天、1、2、3和4周行micro-PET.和micro-超聲檢查,最后一次PET掃描后,所有大鼠均做免疫組織學(xué)檢查。結(jié)果顯示：與PBS組相比,4周內(nèi)干細(xì)胞組的功能及代謝均顯著增加；human ESC-derived cardiomyocytes (hESC-CM)組和human iPSC-derived cardiomyocytes (hiPSC-CM)組在4周內(nèi)并無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；免疫組織化學(xué)檢查證實(shí)移植的兩種干細(xì)胞存活并改善心肌功能代謝。
【關(guān)鍵詞】：正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層(PET) 心肌梗死 誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞(iPSCs) 人類誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞誘導(dǎo)分化的心肌細(xì)胞(hiPSC-CM) 胚胎干細(xì)胞(ESCs) 人類胚胎干細(xì)胞誘導(dǎo)分化的心肌細(xì)胞(hESC-CM)
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R542.22;R817.4
【目錄】：

• 致謝5-7
• 中文摘要7-10
• 英文摘要10-14
• 縮寫詞14-19
• 第一部分 PET分子影像監(jiān)測(cè)多功能干細(xì)胞治療心肌梗死的實(shí)驗(yàn)研究19-56
• 1 前言23-28
• 2 材料與方法28-40
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料28-30
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法30-34
• 2.3 實(shí)驗(yàn)流程34
• 2.4 動(dòng)物分組和MI模型制作34-36
• 2.5 micro-PET及micro-超聲掃描36-37
• 2.6 心臟灌注37
• 2.7 放射自顯影37
• 2.8 免疫組織化學(xué)及免疫熒光37-39
• 2.9 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析39-40
• 3 結(jié)果40-51
• 3.1 micro-PET結(jié)果40-41
• 3.2 micro-超聲結(jié)果41-43
• 3.3 L/N變化值和LVEF變化值的相關(guān)性分析43
• 3.4 放射自顯影結(jié)果43-44
• 3.5 免疫組織化學(xué)和免疫熒光結(jié)果44-51
• 4 討論51-55
• 5 結(jié)論55-56
• 第二部分 干細(xì)胞誘導(dǎo)分化的心肌細(xì)胞治療心肌梗死的影像學(xué)研究56-83
• 1 前言60-62
• 2 材料與方法62-66
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料62-64
• 2.2 實(shí)驗(yàn)流程64
• 2.3 人源多能干細(xì)胞的分化培養(yǎng)64
• 2.4 動(dòng)物分組和MI模型制作64-65
• 2.5 micro-PET及micro-超聲掃描65
• 2.6 免疫組織化學(xué)檢查65
• 2.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析65-66
• 3 結(jié)果66-71
• 3.1 多能干細(xì)胞向心肌分化的結(jié)果66
• 3.2 micro-PET結(jié)果66-68
• 3.3 micro-超聲結(jié)果68-70
• 3.4 免疫組織化學(xué)結(jié)果70-71
• 4 討論71-73
• 5 結(jié)論73-74
• 參考文獻(xiàn)74-83
• 綜述83-105
• 參考文獻(xiàn)95-105
• 作者簡(jiǎn)歷105-106

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：998795