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.2009年11月24日；120(21):2077-87.
doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.109.884403。 Epub 2009年11月9日。

通过表达Pim-1激酶的心脏祖细胞基因工程促进心肌再生

金伯利·M·菲舍尔 1, 克里斯托弗·T小屋, 吴伟涛, 沙巴纳餐厅, 娜塔莉·古德, 丹尼尔·阿维塔比尔, 佩尔·基贾达, 布雷特·L·柯林斯, 詹娜·弗朗西奥利, 马克·萨斯曼
附属公司

通过表达Pim-1激酶的心脏祖细胞基因工程促进心肌再生

金伯利·M·菲舍尔等。 循环. .

摘要

背景：尽管许多研究证明了细胞过继移植对治疗性心肌再生的有效性，但捐献细胞在存活、持久性、植入和长期效益方面仍然存在问题。本研究通过基因工程增强过继转移的心脏前体细胞（CPC）的再生潜能，以过度表达Pim-1，这是一种增强细胞存活和增殖的心脏保护性激酶，从而纠正了这些担忧。

方法和结果：心肌内注射过表达Pim-1的CPC给梗死雌性小鼠。在4周、12周和32周内对动物进行监测，以通过超声心动图、体内血流动力学和共焦成像评估心功能和Pim-1 CPC植入。体外地塞米松暴露后，过度表达Pim-1的CPC显示与心源性谱系承诺一致的标记物的增殖和表达增加。在分娩后32周内，接受过表达Pim-1的CPC的动物与对照CPC相比，也产生了更高水平的细胞植入、持久性和功能改善。有益的作用包括缩小梗死面积，增加c-kit（+）细胞数量，以及增加受损区域的血管。

结论：用Pim-1激酶对CPC进行基因工程可显著增强心肌修复。通过体外基因传递来提高细胞存活、增殖和再生可能会克服目前基于干细胞的治疗方法的局限性。

PubMed免责声明

利益冲突声明

披露：无

数字

图1
图1。Pim-1增加CPC的增殖率在体外
(A类)通过台盼蓝排除法测定六天内CPCeP、CPCe和CPC的活细胞数（平均值±SEM，n=4/组）。(B)通过MTT法测量48小时内CPCeP、CPCe和CPC的代谢率（平均值±SEM，n=4/组）。(C)在72小时的时间过程中，通过MTT法评估经和不经10μM槲皮素处理的CPCeP的代谢率（平均值±SEM，n=4/组）。(D类)CPCeP、CPCe和CPC中p27蛋白的免疫印迹分析（n=3/组）*p<0.05，**p<0.01，**p<.001。
图2
图2。CPCe和CPCeP的流式细胞术分析
地塞米松治疗前后（深蓝色和深绿色）CPCe和CPCeP的心源性谱系分析（平均值±SEM，n=3/组）++与CPCe–Dex相比，p<0.01**与CPCeP-DEX相比p<0.01，与CPCe+DEX相比$$p<0.001。
图3
图3。心肌内注射CPCeP改善梗死后12周的心功能
(A-C公司)AWD的心电图评估(A类)、EF(B)和FS(C)，假手术（■，橙色，n=8）、载体（●，黑色，n=9）、CPCe（▲，蓝色，n=8）和CPCeP（◆，绿色，n=9），梗死后12周（平均值±SEM）。(D-F公司)假手术组（橙色，n=5）、载剂组（黑色，n=6）、CPCe组（蓝色，n=4）和CPCeP组（绿色，n=7）的心功能使用体内LVDP的血流动力学测量(D类)、LVEDP(E类)和dP/dT(F类)心肌内注射12周后（平均值±SEM）。与假手术组相比，φp<0.05，φφp<0.01，φφp<0.001#与车辆相比，p<.05，##p<.01，###p<0.001，与CPCe相比，*p<0.05，**p<0.01，***p<0.001。双向重复测量方差分析显示超声心动图显著性（p<0.05）。
图4
图4。CPCeP治疗动物的新生心肌细胞形成和新生血管导致梗死面积减小
(A类)注射后12周，定量溶媒（n=5）、CPCe（n=6）和CPCeP（n=7）治疗心脏的梗死面积（平均值±SEM）。(B)CPCe（n=6）和CPCeP（n=5）动物中原肌球蛋白+eGFP+细胞的定量（平均值±SEM）。(C-E公司)eGFP（绿色）和心肌细胞（原肌球蛋白，红色）和连接蛋白43（白色）共定位的代表性免疫染色(C)，内皮细胞（vWF，红色）(D类)，和平滑肌细胞（SMA，红色）(E类)心肌内注射12周后，在车内、CPCe和CPCeP治疗心脏。放大区域用指示框表示。比例尺代表40μm。(F类)定量CPCe（n=6）和CPCeP（n=5）中eGFP+人群的心脏谱系标记物。
图5
图5。心肌内注射CPCeP 12周后，经CPCeP治疗的心脏的c-kit+细胞数量增加
(A类)心肌内注射CPCe（n=6）或CPCeP（n=8）12周后，对小鼠心脏切片进行c-kit和eGFP（绿色）免疫染色。放大区域用指示框表示。(B)总数的量化(C)eGFP+，以及(D类)注射CPCe（n=6）或CPCeP（n=6）的小鼠心脏中的eGFP-c-kit+细胞（平均值±SEM）。比例尺表示顶部面板中的120μm。
图6
图6。CPCeP治疗动物的长期持续性心功能恢复
(A-C公司)FS的心电图评估(A类)、EF(B)和AWD(C)假手术组（■，橙色，n=6），溶媒组（●，黑色，n=9），CPCe组（▲，蓝色，n=9）和CPCeP组（◆，绿色，n=6）梗死后32周（平均值±SEM）。各时间点的统计数据见表S1。(D-F公司)假手术（n=5）、载体（n=5）、CPCe（n=5）和CPCeP（n=5）的心功能评估使用体内LVEDP的血流动力学测量(D类)、LVDP(E类)和dP/dT(F类)心肌注射后32周（平均值±SEM）。(G公司)心脏重量：体重比。统计显著性p<0.05（方差分析）。(H（H）)壁应力评估比较假手术组（n=6）、溶媒组（n=9）、CPCe组（n=0.9）和CPCeP组（n=3）处理动物的左心室直径（r）与壁厚（h）的比值（平均值±扫描电镜）。与假手术组相比，φp<0.05，φφp<0.01，φφp<0.001#与车辆相比，p<.05，##p<.01，###p<0.001，与CPCe相比，*p<0.05，**p<0.01，***p<0.001。双向重复测量方差分析显示超声心动图显著性（p<0.05）。
图7
图7。心肌内注射32周后表达Pim-1的CPC的持续植入和分化
(A类)梗死面积测量(B)原肌球蛋白+eGFP+细胞的定量(C)以及梗死后32周注射CPCe（n＝3）或CPCeP（n＝3）的心脏的共焦显微照片。（平均值±SEM）。切片进行eGFP（绿色）、原肌球蛋白、c-kit（白色）和Topro-3-碘化物核染色（蓝色）。总量的量化(D类)梗死后32周接受CPCe或CPCeP治疗的小鼠心脏切片中的eGFP+（E）和eGFP-（F）c-kit+细胞。(G公司)用eGFP（绿色）、c-kit、原肌球蛋白（蓝色）和Topro-3-碘化物核染色（白色）进行免疫标记。(H（H）)船舶总数的量化(我)小型船舶和(J型)梗死后32周，CPCe（n=3）或CPCeP（n=3）治疗小鼠心脏血管的免疫标记。切片用eGFP（绿色）、平滑肌肌动蛋白、原肌球蛋白（蓝色）和核染色Topro-3-碘化物（白色）染色。平均值±SEM，n=3，*p<0.05，**p<0.01，***p<0.001。比例尺代表50μm。
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