骨髓间充质干细胞来源的微颗粒对心肌肥厚的作用及其机制

目的 探讨骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)来源的微颗粒(microparticles,MPs)对心肌肥厚的作用及其机制。方法 对间充质干细胞(MSCs)进行成骨成脂诱导分化,经分离纯化后,透射电镜观察形态特征,流式细胞术鉴定MPs表面抗原。利用异丙肾上腺素(isoprenaline,ISO)诱发建立大鼠心肌肥厚模型,超声心动图检测大鼠心脏结构及功能后,进行心脏及分离的左心室的各项指标检测。将急性分离的大鼠单个心肌细胞分为对照(Control)、心肌细胞肥大(ISO)、MPs、MPs上清液(Supernatant)组,qRT-PCR法检测心肌细胞心房利钠肽(atrial natriuretic peptide,ANP)、脑利钠肽(B-type natriuretic peptide,BNP)mRNA表达量;ELISA法检测心肌细胞钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ(calmodulin-dependent protein kinaseⅡ,CaMKⅡ)、磷酸化钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ(phosphorylated calmodulin-dependent protein kinaseⅡ,p-CaMKⅡ)表达量;全细胞膜片钳记录各组大鼠单个心肌细胞L-型钙电流(LCa-L)。结果 MSCs成骨分化骨结节经茜素红染色后变成红色,成脂分化脂滴经油红O染色后变成红色;透射电镜下可见MPs膜结构完整,轮廓清晰,直径约200 nm;MPs表面标记物CD29和CD90表达阳性率分别为(98.24±0.82)%和(97.69±1.83)%。与Control组相比,ISO组大鼠左心室舒张末期内径(left ventricular end diastolic dimension,LVEDD)明显减少(t=5.065,P <0.05),室间隔舒张末期厚度(interventricular septum end-diastolic dimension,IVSd)、左心室后壁舒张末期厚度(left ventricular posterior wall dimension,LVPWd)、心重-体重比(heart weight to body weight ratio,HW/BW)、心重-胫骨长度比(heart weight to tibial length ratio,HW/Tibia)、左心重-胫骨长度比(left heart weight to tibial length ratio,LV/Tibia)明显升高(t分别为4.013、2.368、4.392、5.043、6.120,P均<0.05),建模成功;ISO组大鼠肥大心肌细胞ANP、BNP mRNA表达量均较Control组明显升高(t分别为25.120、18.261,P均<0.01);经48μg/mL MPs孵育48 h后的MPs组ANP、BNP mRNA表达量较ISO组显著下降(t分别为12.110、3.526,P均<0.05);ISO组CaMKⅡ和p-CaMKⅡ蛋白表达水平较Control组显著升高(t分别为3.278、4.181,P均<0.05),MPs组p-CaMKⅡ蛋白表达水平显著下降(t=5.420,P <0.05);ISO组钙电流密度较Control组明显增高(t=15.261,P <0.01),MPs组较ISO组明显降低(t=6.216,P <0.05)。结论 MSC-MPs可显著抑制ISO诱导的大鼠心肌细胞肥大,这一效应与其下调心肌细胞CaMKⅡ、抑制L-型钙通道有关。