研究生讲课干细胞.ppt

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1、干细胞移植治疗缺血性 心脏病研究和展望,长期以来，人类一直在研究和寻找能治愈各种疾病、抗衰老甚至长生不老的方法。随着现代科学技术的发展，尤其是干细胞的研 究，人类的这些幻想正在逐步变成现实。1998年，美国科学杂志将干细胞的研究成果列在十大科学进展的首位。,细胞是机体组成的基本单位,干细胞的定义,干细胞（Stem cell）即起源细胞。在细胞的分化过程中，细胞往往由于高度分化而完全失去了再分裂的能力，最终衰老死亡。机体在发展适应过程中为了弥补这一不足，保留了一部分未分化的原始细胞。因此，干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞。,干细胞的分类,全能干细胞多能干细胞单能干细胞,按分化潜能,按发育

2、状态,胚胎干细胞成体干细胞,胚胎干细胞,ES细胞是一种高度未分化细胞。具有发育的全能性，能分化出成体动物的所有组织和器官，包括生殖细胞。研究和利用ES细胞是当前生物工程领域的核心问题之一。在未来几年，ES细胞移植和其它先进生物技术的联合应用很可能在移植医学领域引发革命性进步。,干细胞工程,胚胎干细胞研究,摧毁了一个生命来帮助大人的生命圣经的伦理道德上是不允许坠胎机构可以从卖胚胎干细胞获利可有致畸性和致瘤性,Years AGI CDC1973 744,600 615,831 1974 898,600 763,476 1975 1,034,200 854,853 1976 1,179,300 98

3、8,267 1977 1,316,700 1,079,430 1978 1,409,600 1,157,776 1979 1,497,700 1,251,921 1980 1,553,900 1,297,606 1981 1,577,300 1,300,760 1982 1,573,900 1,303,980 1983 1,575,000 1,268,987 1984 1,577,200 1,333,521 1985 1,588,600 1,328,570 1986 1,574,000 1,328,112 1987 1,559,100 1,353,671 1988 1,590,800 1,37

4、1,285 1989 1,566,900 1,396,658 1990 1,608,600 1,429,577 1991 1,556,500 1,388,937 1992 1,528,900 1.359,145 1993 1,500,000 1,330,414 1994 1,431,000 1,267,415 1995 1,363,690 1,210,883 1996 1,365,730 1,221,585 1997 1,365,730(NRLC estimate)1998 1,365,730(NRLC estimate)1999 1,365,730(CIRTL estimate),40 MI

5、LLION ABORTIONS SINCE 1973,4,000 each day,墮胎統計,AGI-Alan Guttmacher Inst.(Planned Parenthood),CDC Centers for Disease Control,胚胎干細胞研究,我们应该要投 给71号提议,NO,成人干細胞的研究,YES,NO,西方政府的态度,1美国总统布什当选总统前反对，当选后出于政治目的，同意政府有限支持。2001年8月9日，布什作出决定，美国政府资助对2001年8月9日前得到的人体胚胎干细胞研究，但不支持从新的胚胎中获取干细胞的研究。,2其他国家的态度(1)德国禁止利用人体胚胎干细胞进

6、行研究。(2)澳大利亚开始仿效美国的作法，有限支持人体胚胎干细胞的研究。(3)法国、英国、日本允许利用多余的胚胎和SCNT技术创造的胚胎进行干细胞研究。,成体干细胞,成年动物的许多组织和器官，比如表皮和造血系统，具有修复和再生的能力。成体干细胞在其中起着关键的作用。在特定条件下，成体干细胞或者产生新的干细胞，或者按一定的程序分化，形成新的功能细胞，从而使组织和器官保持生长和衰退的动态平衡。,缺血性心脏病治疗目的,防止急慢性心肌损伤后心肌细胞丢失优化心室病理学重塑促进损伤部位心肌再生和血液灌注,细胞心肌成形术,干细胞治疗-选好“种子”了吗？,来源：数量、种类、抗原性等内源性：心脏局部、其他组织脏

7、器外源性：异体、异种途径,热点问题,心肌细胞可能的修复方式,正常心肌细胞正常心脏功能,心肌干细胞,移植干细胞,前体细胞,心肌微环境,？,1,5,4,3,2,4,受损/坏死心肌,招募循环中干细胞,用于缺血性心脏病实验治疗的成体干细胞,骨髓造血干细胞骨髓基质干细胞骨骼肌干细胞脐带血干细胞脂肪干细胞干细胞动员剂,移植的干细胞,分化为心肌(样)细胞 参与血管新生,干细胞移植途径,经心外膜心肌内注射经导管冠脉内导入经导管心肌内注射经心内膜心肌内注射血管内注射,干细胞与损伤心肌,不同的心脏结构功能不同的移植时机不同的递送方式不同来源的干细胞对微环境的要求干细胞对微环境的影响干细胞的内分泌和旁分泌功能,造血

8、干细胞,造血干细胞是体内各种血细胞的唯一来源，它主要存在于骨髓、外周血、脐带血中。造 血干细胞的移植是治疗血液系统疾病、先天性遗传疾病以及多发性转移性肿瘤疾病的最有效方法。与骨髓移植和外周血干细胞移植相比，脐血干细胞移植的长处在于无来源的限制，对HLA配型要求不高，不易受病毒或肿瘤的污染。,成肌细胞移植治疗缺血性心脏病,骨骼肌成肌细胞,自体骨髓干细胞移植治疗缺血性心脏病,Perin等评价了用NOGA系统经皮心内膜心肌内注射自体骨髓单核细胞治疗缺血性心脏病患者前瞻性、非随机开放设计共21例终末期缺血性心肌病患者入选前14例为治疗组后7例为对照组基线评估：运动试验和24小时动态心电图2维多普勒超声

9、心动图SPECT灌注扫描电机械标测确定存活心肌（单极电压6.9 mV）后注射细胞,自体骨髓干细胞移植临床试验,BMC1,Perin et al.Circulation,2003,107:2294,自体骨髓干细胞移植临床试验,Perin et al.Circulation,2003,107:2294,2月后随访,自体干细胞移植可以改善心功能自体干细胞移植可以增加心肌灌注自体干细胞移植防治缺血性心脏病安全可行,需大规模随机对照临床试验进行评价,自体骨髓干细胞移植临床试验结果,內皮祖细胞移植治疗缺血性心脏病试验,内皮祖细胞移植,Assmus et al.Circulation,2002,106:30

10、09,血缘性和骨髓缘性祖细胞间检测指标没有区别；没有观察到炎症反应或恶性心律失常；急性心梗病人经冠脉注射自体祖细胞是安全可 行的，并可能有利于心梗后重塑过程。,内皮祖细胞移植,移植前 移植后,有关心肌干细胞的研究,心肌梗死患者心肌组织中存在分裂增殖的心肌细胞,取材于心梗死亡后4-12天死者的梗塞区和远离梗塞区(n=13)代表细胞分裂标志的核标记抗体Ki-67检测 在梗塞边缘区检测到4%心肌细胞核表达Ki-67，而远离梗塞区仅有1%表达 有细胞分裂的特征性事件-有丝分裂纺锤体形成,-收缩环形成,-核分裂-胞质分裂,Bektrami etal.N Engl J Med,2001,344:1750,

11、心肌梗死患者心肌组织中存在分裂增殖的心肌细胞,84倍,28倍,脂肪组织中干细胞促血管生成试验,荧光激活细胞分选仪检测内皮细胞和干细胞标志CD31,CD34,CD133,ABCG2直接荧光抗体 新鲜分离的脂肪组织(AT)间质-血管部分(SVT)含有大量的CD34+和表达CD133,ABCG2的细胞 用磁珠方法分离CD34+/CD31-细胞 细胞培养能够分化为内皮细胞 大鼠缺血后肢,静脉注射CD34+/CD31-细胞导致血流和毛细血管密度增加 结论:人脂肪组织SVF内表达CD34+/CD31-的细胞 群表现出内皮祖细胞的特征;脂肪组织可以作为干/祖细胞来源用于细胞 治疗,脂肪分离的干细胞参与血管新

12、生,Miranville er al.Circulation.2004,110:349,G-CSF&PBSC治疗心肌梗死,MAGIC试验,目的：评价G-CSF和经冠脉移植外周血干细胞(PBSCs)治疗心肌梗死患者的可行性及效果27例梗死罪犯病变行PCI后患者随机分为细胞移植组(n=10)单独G-CSF组(n=10)对照组(n=7)6月评价左室收缩功能和灌注结果：G-CSF+PBSCs移植改善运动耐 量、心肌灌注和收缩功能但接受G-CSF治疗的支架内再狭窄率升高,Hyun-Jae Kang et al Lancet 2004；363：751-56,Hyun-Jae Kang et al Lanc

13、et 2004；363：751-56,自体骨骼肌干细胞治疗冠心病的研究,研究时间,2001年12月率先在全国首施第一例自体骨骼肌干细胞移植治疗冠心病的研究至今共完成9例,随访,心功能均得到不同程度的改善：LVEF平均增加了6.8（115）LVDd平均降低了3.88mm（1mm9mm）注射部位心室壁也明显增厚,自体骨髓干细胞治疗冠心病的研究,研究时间：2003年6月至2005年8月 入选冠心病、心肌梗死患者35例,研究对象,方 法,局麻，无菌条件下从患者髂后上嵴穿刺抽取骨髓3050ml，采用Ficoll密度梯度离心法进行细胞分离、培养 骨髓干细胞分离前和干细胞培养结束时均分别行病原学检测。,骨髓

14、干细胞的形态学特征,术前评价,术前1周采用99mTc-MIBI心肌灌注显像、二维超声心动图及24小时动态心电图评价患者心肌灌注、室壁运动、心功能及心律失常。,术后随访,术后CCU病房监护2448小时，常规监护血压、心电图；术后6、12、24小时抽血测定cTnI。术后每月电话随访患者1次，每3月记录心电图一次，术后6月随访二维超声心动图、99mTc-MIBI心肌灌注显像和24小时动态心电图。,细胞移植,采用over the wire 导管将10ml含肝素无培养血清细胞悬液分34次注入梗死相关动脉。每次移植细胞时间3分钟，间隔3分钟后进行第2次移植。移植过程中每次扩张球囊3分钟，严密监测患者有无胸

15、痛情况、心电图及腔内压力改变。,移植细胞数：骨髓间充质干细胞数为0.93.5106，骨髓单个核细胞数为1.68.3106,2例患者因梗死相关动脉狭窄小于50，仅从梗死相关动脉进行骨髓干细胞移植；1例患者因无法开通LAD及RCA，从提供侧支循环的LCX中进行骨髓干细胞移植；1例患者1年前曾行PCI术，只行骨髓干细胞移植；其余20例患者均在梗死相关血管PCI术后进行干细胞移植。,不良反应,围手术期及术后发现3例房性早搏第1例患者在第一次细胞移植过程中出现胸痛和短暂的血压下降，ST段抬高，经立即停止细胞移植，撤除球囊后症状消失。其余患者均未见严重心律失常和其他合并症；,安全性,随访结果,术中及术后6

16、24月随访中无严重心律失常及其它合并症 心功能从级提高至级（I级15例，II级9例）,术前 术后 术前、术后LVDd比较（mm）,58.217.75,58.258.31,P0.05,51.139.68,42.5812.49,P0.05,提高移植效率的最新研究,他汀类药物小剂量阿司匹林LPS预处理,辛伐他汀提高MSCs移植效率,细胞水平促进增殖，增加细胞内VEGF和HGF含量,LPS预处理能提高MSCs的移植效率,1.0ug/ml LPS预处理能增加梗死区移植MSCs的存活率，促进VEGF的表达，激活PI3K/Akt通路。1.0ug/ml LPS预处理组能够缩小大鼠急性心肌梗死面积，增加新生血管密度，减少心肌细胞凋亡。,