《UTMD介導攜TIMP-1幹細胞治療AMI及其療效評價的實驗研究》是依託華中科技大學，由韓偉擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：UTMD介導攜TIMP-1幹細胞治療AMI及其療效評價的實驗研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：韓偉
- 依託單位：華中科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
基因修飾的幹細胞移植治療急性心肌梗死(AMI)效果顯著，由於缺乏安全高效的基因傳遞系統，臨床運用受限。研究表明，金屬蛋白酶組織抑制因子-1(TIMP -1)通過抑制基質金屬蛋白酶家族(MMPs)表達，具有抗細胞凋亡和抗心肌纖維化的作用。本研究嘗試用超聲微泡-基因-細胞傳遞體系，對幹細胞移植治療中的關鍵問題進行有意義的探索：擬①製備攜TIMP-1超聲微泡-陽離子納米脂質體複合物，將TIMP-1轉染入骨髓間充質幹細胞(MSCs)；②經靜脈注射混合了超聲微泡的基因修飾MSCs(TIMP-1- MSCs)，以超聲輻照缺血心肌，通過超聲靶向微泡破壞(UTMD)促進TIMP-1- MSCs靶向歸巢、分化，並通過高表達TIMP-1，抑制MMPs表達，最終達到補充心肌內有效收縮單元、減少細胞凋亡、促進新生血管生成、減少或逆轉心肌纖維化的目的；③利用超聲生物顯微鏡技術評價治療後小鼠左室構型及心肌力學特徵。
結題摘要
金屬蛋白酶組織抑制因子-1(TIMP -1)可抑制基質金屬蛋白酶家族(MMPs)表達，可抑制心肌梗死過程中的細胞凋亡和心肌纖維化。因此，通過基因轉染提高TIMP -1表達，可用於治療急性心肌梗死。然而目前仍缺乏安全有效的體內基因轉染方法。超聲靶向微泡破壞(UTMD)技術作為一種介導基因轉染的方式，已經被廣泛套用於基礎研究。利用超聲擊破微泡產生的聲孔效應，使細胞膜通透性增加，促進更多的藥物或者基因進入胞漿。陽離子脂質微泡(CMB)是超聲微泡的一種，由於其表面電荷作用，可與攜帶目的基因、呈負電荷的質粒結合，在超聲靶向擊破下，攜帶的基因可在心臟局部釋放，進入心肌細胞，提高基因表達。 本研究通過薄膜水化法製備了陽離子微泡，微泡濃度(2.65±0.3)×109/ml，粒徑 (1680.1±118)nm，電位(32.39±2.53)mV，具有較好的體內及體外的顯影能力，且對細胞及組織均無毒。陽離子微泡可以攜帶目的基因的質粒結合，5×108個CMB結合質粒的飽和量（17.23 ± 0.31 µg）。將攜帶質粒的陽離子微泡體外與骨髓間充質幹細胞（MSC）共孵育，超聲輻照後24h後，螢光顯微鏡下觀察發現質粒+UTMD組螢光基因表達最強，而單純質粒組未見明顯螢光基因表達。說明UTMD聯合陽離子載基因微泡，可顯著提高基因的轉染效率。製備小鼠急性心肌梗死模型，利用UTMD介導陽離子載基因微泡體內轉染心肌。活體螢光成像發現，UTMD聯合載基因陽離子微泡組小鼠心臟的螢光強度顯著高於單純質粒組及對照組，而單純質粒組與對照組心臟部分均沒有明顯螢光基因表達，說明UTMD顯著增強基因在心臟中的轉染效率。另外，小鼠身體其他部位未見明顯螢光信號，說明UTMD的靶向性可顯著降低外源基因對身體其他部位的影響。超聲心動圖檢查也證實UTMD聯合載基因陽離子微泡組小鼠的左室射血分數和縮短率均高於另外兩組。進一步研究發現，UTMD聯合載基因陽離子微泡組心肌組織中TIMP-1表達顯著增高，同時MMP-2顯著降低。說明基因轉染可抑制基質金屬蛋白酶對心肌的損傷，保護心肌功能。 本研究構建了載TIMP-1基因的陽離子微泡，體外、體內實驗均證實UTMD介導載基因微泡，可顯著提高基因的轉染效率，抑制基質金屬蛋白酶表達，保護心肌功能。本研究有望為基因轉染治療心梗提供新思路。
