间歇运动和骨髓干细胞动员对心梗大鼠心肌细胞增殖的流式细胞检测和免疫荧光观察

【作者】 史秀超； 蔡梦昕； 田振军； Shaojun Du；

【机构】 陕西师范大学体育学院暨运动生物学研究所； University of Maryland School of Medicine；

【摘要】 目的探讨间歇运动结合粒细胞集落刺激因子(G-CSF)动员骨髓干细胞在心梗大鼠心肌细胞增殖的作用。方法60只SD大鼠随机分为假手术组(Sham)、心梗组(MI)、心梗+间歇运动组(MGE)、心梗+G-CSF组(MG)和心梗+G-CSF+间歇运动组(MGE)。MG组和MGE组在心梗后1h给予100μg/lg的G-CSF,每天1次,共静脉注射5天,ME组和MGE组在心梗1wd后开始运动,共运动3wd,在心梗后第4wd末取材。采用LAD法制备大鼠心梗模型,TTC染色法检测心梗面积。GE Logiq 7彩色多普勒超声诊断仪记录左心室射血分数(LVEF)和左心室短轴缩短率(LVFS)。PowerLab多导生理记录仪采集左心室收缩压(LVSP)、左心室舒张末压(LVEDP)、左心室内压最大上升和下降速率(±dp/dtmax),评价大鼠心功能。流式细胞仪检测大鼠c-kit~+和CD29~+细胞占外周血单核细胞的百分率。免疫荧光法标记心肌增殖细胞核抗原(PCNA)、肌钙蛋白T(TnT)和细胞核(DAPI染色),激光共聚焦扫描显微镜观察和计算新增生心肌细胞占梗死区心肌细胞数量的百分率。结果:1)间歇运动结合G-CSF干预显著降增加外周血单核细胞中c-kit+和CD29~+细胞的百分率。流式细胞仪检测显示,与Sham组比较,MI组外周血单核细胞中c-kit~+和CD29~+细胞百分率显著增加(P<0.01)。与MI组比较,ME组和MG组外周血单核细胞中c-kit+和CD29~+细胞百分率显著增加(P<0.05),MGE组与MI组比较,差异极显著(P<0.01)。表明,间歇运动或G-CS F骨髓干细胞动员可显著动员骨髓干细胞进入循环系统,显著增加外周血c.-kit~+和CD29~+细胞的百分率,二者联合作用显著优于单一因素作用效果。2)间歇运动结合G-CSF干细胞动员可显著刺激心肌细胞增殖。与Sham组比较,MI组有零星的新生心肌细胞。与MI组比较,ME组和MG组心肌细胞增生的百分率显著增加(P<0.05),MGE组增加极显著(P<0.01)。3)间歇有氧运动结合G-CSF动员可显著缩小心梗面积,显著提升心功能。TTC染色显示,与Sham组比较,MI组心梗面积较大,,MI组心功能受损严重,LVEF、LVFS、LVSP和LV±dp/dtmax显著降低(P<0.01),LVEDP显著升高(P<0.01),表明心梗模型建立成功;与MI组比较,ME组和MG组心梗面积显著缩小(p<0.05);MGE组与ME组和MG组比较,具有显著差异(p<0.05)。ME组、MG组和MGE组心功能显著改善(P<0.05,P<0.01);且与ME组、MG组比较,MGE组心功能改善更显著(P<0.05)。表明,间歇有氧运动结合G-CSf干细胞动员可显著提升心功能,二者联合作用效果优于单一因素作用。表明,间歇运动或G-CSF显著缩小心梗面积,改善心功能,且间歇运动结合G-CSF动员效果更显著。结论:间歇运动结合G-CSF干细胞动员显著降低心梗面积,增加外周血单核细胞中c-kit~+和CD29~+细胞的百分率和新生心肌细胞数量,显著改善心梗后的心功能。表明,间歇运动结合G-CSF刺激骨髓干细胞增殖进入外周循环血中,增加骨髓干细胞数量,增加心梗心脏的新生心肌细胞数量,改善心功能,且间歇运动和G-CSF联合作用显著优于单一因素的作用。更多还原