圆形Res。作者手稿；PMC 2009年9月21日发布。
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美国国立卫生研究院：美国国立卫生研究院126715
局部激活或植入心脏前体细胞挽救瘢痕性梗死心肌改善心功能
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马塞罗·罗塔
*马萨诸塞州波士顿哈佛医学院布里格姆女子医院麻醉和医学部及心脏科，邮编02115
M.Elena Padin-Iruegas女士
*马萨诸塞州波士顿哈佛医学院布里格姆女子医院麻醉和医学部及心脏科，邮编02115
于米绍
*马萨诸塞州波士顿哈佛医学院布莱根妇女医院麻醉科、医学科和心脏病学科，邮编02115
安东尼拉·德安吉利斯
*马萨诸塞州波士顿哈佛医学院布莱根妇女医院麻醉科、医学科和心脏病学科，邮编02115
西尔维娅·梅斯特罗尼
*马萨诸塞州波士顿哈佛医学院布里格姆女子医院麻醉和医学部及心脏科，邮编02115
乔·费雷拉·马丁斯
*马萨诸塞州波士顿哈佛医学院布里格姆女子医院麻醉和医学部及心脏科，邮编02115
伊曼纽拉·菲乌马纳
*马萨诸塞州波士顿哈佛医学院布里格姆女子医院麻醉和医学部及心脏科，邮编02115
拉斐拉·拉斯塔尔多
*马萨诸塞州波士顿哈佛医学院布里格姆女子医院麻醉和医学部及心脏科，邮编02115
迈克尔·L·阿卡雷斯
*马萨诸塞州波士顿哈佛医学院布里格姆女子医院麻醉和医学部及心脏科，邮编02115
托马斯·米切尔
*马萨诸塞州波士顿哈佛医学院布里格姆女子医院麻醉和医学部及心脏科，邮编02115
亚历山德罗·博尼
*马萨诸塞州波士顿哈佛医学院布里格姆女子医院麻醉和医学部及心脏科，邮编02115
罗伯托·博利
**路易斯维尔大学分子心脏病学研究所，路易斯维尔，肯塔基州40202
康拉德·乌尔巴内克
*马萨诸塞州波士顿哈佛医学院布里格姆女子医院麻醉和医学部及心脏科，邮编02115
细田东郎
*马萨诸塞州波士顿哈佛医学院布里格姆女子医院麻醉和医学部及心脏科，邮编02115
比罗·安韦萨
*马萨诸塞州波士顿哈佛医学院布里格姆女子医院麻醉和医学部及心脏科，邮编02115
安娜罗萨·勒里
*马萨诸塞州波士顿哈佛医学院布里格姆女子医院麻醉和医学部及心脏科，邮编02115
Jan Kajstura公司
*马萨诸塞州波士顿哈佛医学院布里格姆女子医院麻醉和医学部及心脏科，邮编02115
*马萨诸塞州波士顿哈佛医学院布里格姆女子医院麻醉和医学部及心脏科，邮编02115
**路易斯维尔大学分子心脏病学研究所，路易斯维尔，肯塔基州40202
冠状动脉疾病、高血压、特发性扩张型心肌病和瓣膜缺损修复失败会导致严重的心室功能障碍。腔扩张是一个常见特征，但心脏的表型结构和负荷在这些条件下有显著差异。如果我们考虑梗死后心脏的演变，梗死面积并不是疾病短期、中期和长期预后的可靠预测指标。备用心肌的负性重塑和损伤累积可能成为心脏失代偿及其进展为终末期衰竭的关键决定因素。1患者群体的事件数量不同，心肌节段性丢失的重建要比小的损伤灶或跨壁散在的心肌细胞死亡复杂得多。虽然已经发现了自发再生的区域，2这些区域很小，不能显著缩小梗死面积。肌细胞形成剧烈三并且长期4但新细胞的添加主要局限于存活心肌。
成人心脏中心脏祖细胞的鉴定5–10对心脏是有丝分裂后器官这一普遍接受但从未被证实的范式提出了质疑，但没有回答为什么CPC不能自发到达梗死区域并完全或部分重建丢失的心肌的问题。这不是心脏的特殊行为，而是增殖器官的常见缺陷。在所有情况下，供应动脉的闭塞都会导致皮肤、肠道、肝脏、脾脏、大脑和骨髓中的梗死和疤痕形成。1虽然局部注射CPC或生长因子激活CPC可使梗死心肌急性再生，5,8,11同样的治疗方案能否挽救陈旧的疤痕性梗死仍是一个重要的未解之谜。这种可能性将使细胞治疗与慢性心力衰竭的治疗更加相关。
因此，在本研究中，对心肌梗死愈合的大鼠进行克隆形成性CPC植入或心肌内注射肝细胞生长因子（HGF）和胰岛素样生长因子-1（IGF-1）治疗。之所以使用这些生长因子，是因为CPC表达c-Met和IGF-1受体，而HGF是CPC的强大化学吸引剂，而IGF-1促进其分裂和存活。8,11
结果
心肌再生
大鼠发生心肌梗死，20天后随机注射EGFP标记的克隆化CPC（CPC治疗）、HGF和IGF-1（GF治疗）或生理盐水（未治疗）。大鼠暴露于BrdU以检测新形成的心肌结构。在GF处理的大鼠中，BrdU标记可识别再生的心肌细胞和血管，而在CPC处理的动物中，EGFP和BrdU均用于识别CPC子代。治疗20天后处死动物。
使用荧光素结合的HGF，我们之前已经证明，在注射HGF后1小时内，梗死附近的荧光强度高于远处心肌的荧光强度，从而保持了受损心脏这两个区域之间的预期趋化梯度。最重要的是，梗死后24小时ELISA测定的HGF含量证实边缘心肌高于远端心肌。11此外，用生化方法测定了HGF和IGF-1对CPC的影响；冠脉结扎和给予GF后12、24和72小时，从梗死心脏分离的CPC中c-Met和IGF-1R、phospho-Akt、phosphal-IRS-1和phosphan-FAK的自催化磷酸化增加。11
仅对梗死涉及45%以上左心室（LV）心肌细胞的动物进行研究，以确定CPC和GFs对与LV衰竭相关的梗死的影响。12所有动物的梗死面积平均为67%(补充图一). 在接受治疗的大鼠中，梗死区显示壁较厚，有瘢痕和新心肌的混合物。未经治疗的患者无心肌再生；左室壁大部分被胶原束取代(). 未经治疗、CPC治疗和GF治疗的大鼠梗死厚度分别为0.26±0.05、0.52±0.11和0.45±0.08 mm。治疗组大鼠的厚度增加显著(P（P）< 0.001).
心肌再生。一：治愈的心肌梗死（胶原积聚，蓝色）。心内膜下有一薄层备用心肌细胞。B类和C类：常驻CPC GF激活后梗死区内再生心肌细胞带（MHC：肌球蛋白重链，红色；箭头）(B类)或用EGFP阳性的CPC治疗(C类：EGFP，绿色）。矩形中包括的区域在相邻面板中以更高的放大率显示。
再生量分别为50和56 mm三这导致CPC和GF处理的大鼠的瘢痕分别恢复了40±12%和44±5%。此外，CPCs的注射使梗死面积减少了39%，从69%减少到42%，而GFs使梗死面积减少了43%，从67%减少到39%(补充图一).
心脏解剖与心室功能
大面积心肌梗死导致左心室腔容积增加2.2倍，心室-腔容积比降低56%。使用CPC或GFs治疗后，心室扩张减弱约21%，心室-室体积比变化减弱约34%(). 18日龄患者在治疗前2天测得射血分数（EF），34日龄患者治疗后14天测得EF。18天时，所有动物的EF均降低(). 梗死区明显无收缩，在34天未治疗的患者中持续存在(补充图二). 相反，在接受治疗的患者中再次出现收缩。从18天到34天，接受治疗的动物EF增加，而未接受治疗的大鼠EF进一步降低(); 后者在一定程度上取决于该模型典型的进行性心室扩张。12血液动力学方面，治疗后患者的LVEDP升高较低，LVSP、LVDP和dP/dt降低较低。这些因素，再加上心室扩张的减弱，导致舒张压相对降低().
心脏解剖和功能。一：心肌再生减弱空洞扩张。SO：半操作；MI：梗死-非梗死；MI-T：梗死治疗*P（P）<0.05 vs SO。†P（P）<0.05 vs MI。B类：梗死动物18天时EF下降；在未治疗的患者中，EF从18天进一步下降到34天。相反，在接受CPC或GFs治疗的梗死患者中，EF从18天增加到34天。C类：心室功能。有关符号，请参见一.
再生心肌
新心肌由心肌细胞和血管组成，它们共同构成约90%的再生组织(补充图三). CPC导致了大量小动脉的形成，而毛细血管和心肌细胞的数量在接受治疗的心脏中具有可比性。新心肌细胞的数量明显超过失去的心肌细胞数量，但其体积在300至10000µm之间三(补充图III). 通过酶消化法从治疗和未治疗的心脏瘢痕区分离的细胞进行FACS分析，证实了肌细胞再生(;补充图四). 分别从注射了CPC和GFs的梗死心脏中获得的EGFP阳性/α-肌细胞肌动蛋白阳性心肌细胞和BrdU阳性/α-carcomeric-actin-阳性心肌细胞构成了约26%的细胞池。相反，在未经治疗的患者中，BrdU-阳性/α-肉瘤肌动蛋白阳性细胞占细胞总数的1%。一些BrdU-阳性/α-肉瘤肌动蛋白阴性细胞反映了成纤维细胞的复制。在接受治疗的患者中，成纤维细胞数量显著减少。
再生心肌细胞。一：未经治疗、CPC治疗和GF治疗的梗死灶瘢痕区分离的细胞散点图。新形成的心肌细胞表达EGFP和α-肌动蛋白（α-SA）或BrdU和α-SA。列出了这些细胞群的值。B类和C类：分选的再生心肌细胞EGFP和α-SA（B）阳性，BrdU和α-SA（C）阳性。D类：用CPC治疗的梗死心脏存活心肌（SM）和再生心肌（RM）之间的边界区。矩形中包含的区域在下部面板中以较高的放大倍数显示。连接蛋白43（白色箭头）存在于EGFP阳性再生心肌细胞和EGFP阴性预先存在的心肌细胞之间。E类：Ki67-和BrdU标记的再生心肌细胞。
肌细胞表型与力学
体积为2000µm的新心肌细胞三或更大，约占人口的40%；表达心肌肌球蛋白重链（MHC）、α-肌动蛋白（α-SA）、α-actinin和肌钙蛋白I（TnI）。连接蛋白43（Cnx43）和N-钙粘蛋白（N-cadh）存在于新的心肌细胞和先前存在和再生的心肌细胞之间(;补充图五). 为了确定小心肌细胞是否代表分裂的扩增细胞，对Ki67进行评估~10%的心肌细胞Ki67阳性。它们对应于牺牲时复制细胞的比例。此外，约83%的心肌细胞呈BrdU阳性()，表明在20天的时间里，心肌细胞不断添加到发育中的心肌中。细胞凋亡约占新心肌细胞的0.4%。
为了评估新形成的心肌细胞是否对心室性能有积极贡献，从再生和存活心肌中酶解心肌细胞，并测定其力学性能。该分析仅限于使用EGFP阳性CPC治疗的心脏（n=4）。通过福尔马林固定细胞的免疫标记和共焦显微镜（未显示），通过荧光显微镜在新鲜分离的心肌细胞中检测到EGFP。EGFP阳性心肌细胞和EGFP阴性心肌细胞的体积分别为~7500和57000µm三分别是。CPC衍生的肌细胞响应电刺激而收缩，并表现出比驻留细胞更高的细胞缩短(). 嵌在瘢痕内的新形成的较小心肌细胞不能很好地耐受酶消化；它们缺乏完整的膜并且不能用于该分析。因此，这些结果具有这种固有的局限性。
再生心肌细胞的特性。一：再生（左侧面板）和存活（右侧面板）心肌细胞。绿色：天然EGFP荧光。EGFP阳性和EGFP阴性心肌细胞的典型特征、生理测量的心肌细胞体积和心肌细胞缩短分数。B类：再生和备用心肌细胞的DNA含量。阴影条对应循环Ki67阳性心肌细胞。C类：新形成的心肌细胞的细胞核最多显示两条X染色体（绿色）。
细胞融合
然后我们确定再生的心肌细胞是否是细胞融合的产物；对单核和双核心肌细胞DNA含量的测量显示，每个核的二倍体DNA含量()不包括多倍体化或融合。只有Ki67阳性循环肌细胞的DNA值较高。由于使用雌性大鼠，并且内源性CPC通过GFs动员或局部注射雌性CPC，因此评估X染色体的数量。在所有病例中，新形成的心肌细胞中最多发现两条X染色体，进一步排除融合事件().
存活心肌
为了确定存活心肌的反应，测量了组织体积组成、心肌细胞体积、小动脉和毛细血管密度、心肌细胞和内皮细胞的BrdU标记以及心肌细胞中Ki67的表达。未经治疗和治疗的患者的心肌细胞、冠状血管和其他间质结构的比例相当(补充图六). 此外，未经治疗、CPC治疗和GF治疗的心肌细胞体积分别增加70%、53%和49%。然而，这些差异并不显著。小动脉和毛细血管密度的减少在未治疗和治疗的患者中也相似().
存活心肌的特征。肌细胞体积、小动脉和毛细血管密度以及肌细胞和内皮细胞（EC）的增殖。SO：半操作；MI：梗死-非梗死；MI-T：梗死治疗*P（P）与SO相比<0.05。
在所有梗死心脏中，BrdU阳性心肌细胞和ECs以及Ki67标记的心肌细胞具有可比性(). 然而，在负荷降低的治疗心脏中，存在类似水平的心肌细胞和EC形成，这表明注射的CPC可能发挥了旁分泌作用，激活了常驻CPC。此前已经显示了类似的增长机制。13
CPC的侵袭特性
在慢性梗死附近注射EGFP标记的CPC，并在细胞植入后4小时和24小时通过双光子显微镜评估其在瘢痕上扩散的能力。用罗丹明标记的右旋糖酐灌注冠状血管系统，并通过二次谐波生成检测胶原。14在细胞递送后4小时和24小时，连续检查显微镜视野5-7小时，以测量EGFP阳性细胞的运动。CPC通过胶原束迁移并在瘢痕内积聚。4小时时检测到单个EGFP阳性的CPC，24小时时出现移动细胞簇()表明这些细胞具有渗透瘢痕心肌的能力。
CPC的迁移。A–E：慢性梗死患者细胞植入后24小时EGFP阳性CPC的移位。图中显示了以一小时为间隔检查的同一字段。绿色：EGFP-阳性细胞；红色：冠状血管灌注罗丹明标记的提取物。蓝色：胶原蛋白。白色圆圈一指示观察开始时所选单元格的位置。白色箭头反映了迁移方向和细胞在1-4小时内所覆盖的距离。F类–J型：急性梗死患者细胞植入后24小时EGFP阳性的CPC移位。单元格的移动如上文所述。
EGFP阳性细胞以14±4µm/小时的速度移动，共有520±360个细胞/mm三瘢痕心肌。12–24小时急性梗死的相应值为21±5µm/小时和2300±600细胞/mm三梗死心肌的().
为了研究GFs的作用，在梗死后20天注射慢病毒EGFP，2天后注射GFs。4小时后，对从边缘到梗死区的细胞移位进行5-10小时的分析。EGFP标记的细胞进入瘢痕并在瘢痕内移动（未显示）。共聚焦显微镜观察EGFP阳性细胞；它们对应于c-kit阳性的CPC。非移动EGFP阳性细胞代表成纤维细胞、内皮细胞和心肌细胞。EGFP标记的CPCs，无论是局部注射还是被GFs激活，都会产生被厚束的1型和III型胶原包围的隧道（未显示）。
在慢性梗死中，GF激活的CPC以30±12µm/小时的速度移动，有270±150个细胞/mm三瘢痕心肌。12–24小时急性梗死的相应值为62±23µm/小时和450±230细胞/mm三梗死心肌的损伤。
基质金属蛋白酶（MMPs）
MMPs降解细胞外基质并在侵袭性生长中发挥关键作用，这表明细胞内或膜结合MMPs有利于CPC易位。重要的是，HGF增加了CPC中MMP-2和MMP-9的功能。11因此，在注射CPC后1、2和3天，在梗死的瘢痕心肌样品中评估MMP-2、MMP-9和MMP-14的表达。MMP-2和MMP-9切割间质胶原，MMP-14属于膜结合MMPs组，其消化几种间质蛋白并激活其他MMPs。15,16基质金属蛋白酶组织抑制剂（TIMP）阻断基质金属蛋白酶的催化活性；TIMP-4在成人心脏中高度表达。17
CPC存在时，MMP-2、MMP-9和MMP-14显著增加，TIMP-4显著降低(;补充图七). 重要的是，CPC治疗组的MMP-9活性是未治疗梗死心脏的10倍(). 然而，MMP-2活性在两组大鼠中相似。此外，由于MMP-14不具有明胶酶活性，因此在本试验中未对其进行评估。由于MMP-14激活MMP-2和MMP-9，我们不能排除MMP-14对MMP-9功能增强的作用。
MMPs和TIMP-4的表达和活性。一：MMP-2、MMP-9、MMP-14和TIMP-4在治疗（T）和未治疗（C）梗死后第1、2和3天（d）的表达。B类：MMP-9和MMP-2的活性。明胶酶活性在蓝色背景下显示为清晰的条带。C类：外径*P（P）与未经治疗的对照组相比，<0.05。
细胞因子和生长因子概况
为了确定与梗死心脏CPC迁移和归巢相关的信号，并确定急性和慢性梗死之间是否存在实质性差异，进行了细胞因子和生长因子阵列分析(补充表一). 与非手术（SO）大鼠相比，未治疗的慢性梗死的瘢痕心肌中含有更多的细胞粘附分子sICAM-1、化学吸引剂CXCL7、bFGF和MMP抑制剂TIMP-1(). 后者促进细胞分裂，反对凋亡，并参与血管重塑。18相反，细胞因子合成抑制剂IL-10被下调。未治疗的慢性梗死患者的sICAM-1和bFGF水平也高于未治疗的急性梗死患者。然而，急性梗死心肌中参与炎症反应早期阶段的蛋白质（CINC-1、CINC-2α/β、TNF-α）以及与急性组织损伤相关的趋化因子（LIX、MIP-3α）的数量显著增加。IP-10在未经治疗的急性心肌梗死中比在未经处理的慢性心肌梗死中更丰富(). 这种CXC3受体配体与血管内稳态和修复有关。19
细胞因子和生长因子阵列。分析心肌组织样本中细胞因子和生长因子的含量。仅显示了具有统计学意义的表达差异。有关细胞因子和生长因子的完整列表，请参阅补充表一.A–E：蛋白质数量的倍数变化。数据为平均值±标准差*P（P）<0.05. 可溶性细胞间黏附分子-1；CXCL7，CXC趋化因子配体7；bFGF，碱性成纤维细胞生长因子；基质金属蛋白酶-1组织抑制剂TIMP-1；白细胞介素；细胞因子诱导中性粒细胞趋化因子；肿瘤坏死因子α；LIX、LPS诱导的CXC趋化因子；巨噬细胞炎性蛋白；IP-10，干扰素-γ诱导蛋白10；血小板衍生生长因子受体；AR，两性调节蛋白；粒细胞集落刺激因子；IL-1Ra、IL-1受体拮抗剂；转化生长因子-β；MIG，迁移诱导蛋白。
细胞治疗后，瘢痕心肌中的几种细胞因子和生长因子上调，包括CINC-3、PDGF-Rα、IP-10、LIX、L-选择素、TIMP-1和EGF家族的角调节蛋白AR成员。急性梗死的细胞治疗增加了多种趋化因子，但IP-10除外，与慢性梗死不同().
讨论
目前的研究结果表明，GFs局部激活的CPC或直接注射在治愈的梗死附近，可以通过用功能正常的心肌替换纤维化组织来挽救近45%的梗死。心肌再生保护梗死心脏，使其免受随着时间推移空洞扩张、壁厚减少和心室功能恶化的进行性增加。这些发现，再加上先前对急性梗死心脏的观察，5,8,10,12强烈提示CPC是一种治疗缺血性心肌病的强有力的细胞疗法。无论是心肌内给药，CPC都是有效的，5,10通过冠状动脉途径20或用HGF和IGF-1原位激活，在缺血事件发生后很快触发其生长和动员8,11如图所示，慢性地在愈合完成时。CPC通过心肌间质迁移至坏死和瘢痕心肌区域，并在那里分化为心肌细胞和血管结构。从临床角度来看，CPC似乎是慢性心力衰竭患者心脏修复的理想选择，慢性心力衰竭患者存在离散的损伤区域，并伴有跨心室壁的多灶替代性纤维化。1有可能的是，CPCs可以从心肌内活检或手术样本中分离出来，并在体外扩增后给药给患者，以避免非自体移植排斥反应和其他并发症的不可避免和威胁性副作用。或者，GF可以局部输送，以刺激常驻CPC并促进心肌再生。重要的是，可以重复这些策略以减少进一步的心肌瘢痕形成和扩大工作心肌。
心肌再生
实验和临床研究证明，梗死后急性和慢性给药的骨髓祖细胞（BMPC）可改善动物和人类的心室功能。21根据这些初步观察，进行了双盲临床试验，除一个例外，22已经显示了BMPC在人类心力衰竭中的实际疗效。23,24这些发现相当令人信服地表明，BMPC对梗死心脏有潜在的治疗作用，但其机制尚不清楚。BMPC转分化和形成心肌细胞和冠状血管的能力一直存在争议，有支持和反对这种可能性的数据报道。1最近，四个实验室以集体的方式解决了这个问题，并提供了强有力的证据来支持BMPC可塑性的概念和BMPC对心肌再生的治疗意义。25BMPC在患者中的应用已有六年的历史，任何其他形式的细胞治疗都必须与BMPC进行比较。这对CPC来说也是不可避免的。
CPC的鉴定挑战了公认但从未被证实的心脏是有丝分裂后器官的范式，但没有回答为什么CPC不能自发到达梗死区，完全或部分重建丢失的心肌。这在过去和今天都被解释为成人心脏的生长限制。相反，目前的研究结果表明，在治愈梗死附近存活心肌中存在大量功能正常的CPC，这些CPC在GFs激活后渗入瘢痕组织并生成大量心肌细胞和冠状血管。同样，注射成年CPC可迅速导致广泛的心肌再生。CPC被编程获得心肌细胞、血管平滑肌细胞（SMC）和EC谱系，与BMPC相比，不需要转分化产生心肌细胞类别。转分化是一个耗时的过程，需要通过激活和沉默特定转录因子以及表观遗传变化来重组染色质。26然而，BMPC很容易获得，这在临床上是一个关键因素。
根据目前的结果，提出了CPC在心肌再生方面可能优于BMPC的可能性。然而，针对这一问题的对照动物研究尚未开展。CPC能够很好地维持成年心脏的心肌细胞、SMC和EC的生理周转，但不能感知远处的损伤，转移到该部位并激活再生生长以应对损伤。这种局限性，再加上缺血区CPC的死亡，8,11阻止梗死心肌的有效重建。重要的是，这不是一种独特的心脏缺陷或特殊行为，而是一种常见的增殖器官缺陷；动脉阻塞会导致皮肤、肠道、肝脏、脾脏、肾脏、大脑和骨髓中的组织坏死和疤痕，无论它们是否是受干细胞室调节的自我更新器官。1
CPC迁移
这里的观察结果表明，心肌瘢痕干扰了局部注射或GF激活的CPC的迁移和植入。急性梗死更容易发生CPC移位和归巢，为CPC快速积累并产生稳定的后代提供了环境。尽管梗死后胶原慢性沉积导致环境较差，但CPC仍能浸润瘢痕，消化部分结缔组织，形成心肌细胞和冠状动脉。局部CPC输送和常驻CPC GF活化对心肌再生的类似影响可以用这些细胞在瘢痕内的迁移模式来解释；心肌内注射CPC后发现的细胞数量越多，GF激活的CPC迁移速度越快。当考虑到这两个变量，即速度和细胞数时，这些条件下细胞的积累非常相似。然而，急性梗死患者的情况并非如此，在急性梗死患者中，植入CPC后细胞浸润比GFs激活CPC后更有效。
这些结果是否对慢性心力衰竭的治疗有影响尚难预测。老年和糖尿病等危险因素经常出现在缺血性心肌病患者中，对CPC的数量和功能产生严重的负面影响。27然而，从接受心内直视手术的各种患者中分离出具有功能竞争性的人类CPC10GFs激活患有严重心室失代偿的衰老大鼠的CPC可逆转心脏表型并延长寿命。28总之，这些发现提高了动物模型中使用的策略可能与人类心力衰竭管理相关的可能性。
CPC和细胞因子Milieu
CPC对瘢痕组织的侵袭似乎是通过增强MMP-9和MMP-14的活性介导的。MMP-9对骨髓干细胞的募集及其从静止状态向增殖状态的动员至关重要；29在GF治疗的常驻CPC或输送的CPC转移到慢性梗死心脏时，可能存在类似的机制。CPC中MMP-9表达和活性的上调依赖于HGF。11此外，缺血损伤后在肌细胞和内皮细胞中高表达的SDF-1作用于MMP-9，并促进CPCs分化为血管细胞和心肌细胞。14此处观察到的MMP-2活性缺乏增加可能有利于SDF-1的稳定性，SDF-1被该蛋白酶降解。30
重要的是，对于完整的心脏，瘢痕心肌中细胞因子和生长因子的含量不同。趋化因子sICAM-1、CXCL7和bFGF在慢性梗死中的表达增强可能创造了一种促进CPC迁移和归巢的条件。31此外，瘢痕中sICAM-1、CXCL7和TIMP-1的存在可能促进了CPC动员、EC迁移和分化以及血管形成。32CXCL7和TIMP-1的增加仅限于慢性梗死。正如预期的那样，急性梗死心肌细胞因子谱反映了急性损伤的炎症反应和组织反应。然而，瘢痕内较高水平的sICAM-1和bFGF与心肌再生特别相关，因为sICAM1可能创造了支持CPC植入的小生境结构，而bFGF对于将常驻CPC分化为心肌细胞至关重要。33
对急性和慢性梗死心脏中细胞因子和生长因子表达的分析为确定CPC的输送是否参与可溶性蛋白的合成和分泌提供了可能，可溶性蛋白对心肌再生具有自分泌或旁分泌作用。瘢痕中CPC的存在通过增加参与干细胞维持和增殖的LIX的数量，至少部分减弱了急性梗死时细胞因子谱的差异34以及调节血管内环境稳定和生长的IP-10。19因此，急性和慢性心肌损伤导致基因的表达，这些基因创造一个微环境，调节CPC的激活、迁移和生长，最终控制病理性心脏的再生反应。
