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目的:用超顺磁性氧化铁(superparamagnetic iron oxide, SPIO)标记的乳猪骨髓间充质干细胞(Mesenchymal stem cells, MSCs),分别通过冠脉途径和外周静脉途径移植治疗小型猪急性心肌梗死,观察MSCs是否能够迁移至心肌梗死的部位,是否能存活及能否转分化为心肌细胞,为临床应用MSCs治疗急性心肌梗死提供参考。材料与方法10头贵州种乳猪,取其双侧股骨、胫骨、肱骨和尺骨,采用直接贴壁法从其骨髓中分离和培养MSCs。11头贵州种小型猪,在介入引导下将丝线线段推送到左冠状动脉前降支或回旋支远端,建立急性心肌梗死模型。手术成功的小猪于术前和术后24h抽血行实验室检查(检测心肌酶谱及肌钙蛋白水平),手术前后并做超声心动图和MRI检查,以确定建模是否成功。MRI检查:扫描序列包括:FIESTA两腔心长轴位、四腔心长轴位及心脏短轴位,Fiesta和Tags序列轴位动态扫描,平扫Double、Triple序列,Gd-DTPA灌注扫描及延迟扫描,延迟期Double及Triple序列扫描。灌注扫描参数:扫描参数:TR:8.2ms,TE:2.6ms,TI: 167.4ms,经耳缘静脉快速推注Gd-DTPA 0.1mmol/kg,注射速度4ml/s,推注造影剂同时启动扫描。FIESTA和平扫Double、Triple序列观察心脏大小、形态及信号;Fiesta和Tags序列观察室壁运动情况;灌注扫描观察有无灌注缺损或延迟灌注,最大灌注斜率、峰值信号、达峰时间。延迟扫描及延迟期Double、Triple序列扫描观察有无延迟强化。作术前、术后自身对照。8头建模成功的小猪,以其中2头为对照组,6头为治疗组(其中3头为冠脉移植组,3头为静脉移植组)。治疗组用SPIO标记的第二代乳猪MSCs分别通过冠状动脉途径和外周静脉途径移植,每头小猪接受细胞移植数量约1×107,移植时间为栓塞后7~10天。对照组不接受治疗。对照组栓塞后5周、治疗组细胞移植后4周,将小猪全部处死,所有小猪术后总生存时间一致。取出心脏,观察心脏大小、形态,梗死的位置和范围,比较MRI表现与大体病理是否符合。HE染色后显微镜下观察,比较对照组和治疗组梗死瘢痕区微血管密度。普鲁士蓝染色观察治疗组瘢痕区有无MSCs;免疫组织化学检测肌钙蛋白表达情况(用SP三步法)初步判断MSCs是否转分化为心肌细胞。结果1、用贴壁法分离和培养MSCs,随更换培养液次数和传代次数的增加,造血细胞逐渐减少,MSCs纯度提高,形态趋于一致,呈梭形,分布均匀。2、11头小型猪,1头因股动脉痉挛穿刺失败,1头在术中发生室颤死亡,1头于术后第2天死亡,其余8头建模成功。术前、术后实验室检查及超声心动图检查心功能(主要指标取射血分数和短轴缩短率)结果比较,P值均<0.05,具有统计学意义。3、MRI检查:术前心脏大小、形态、运动及信号未见异常,室壁灌注均匀,无延迟强化。术后心脏大小、形态无明显改变,梗死部位运动减弱或消失;平扫梗死部位有3例(3/8)在FIESTA序列呈稍高信号,其余信号无明显改变, Double及Triple序列8(8/8)例均呈稍高信号;灌注扫描梗死部位均呈低灌注,延迟扫描有强化,延迟期梗死部位Double及Triple序列呈明显高信号。MRI显示梗死部位及范围与大体病理一致。4、HE染色,冠脉移植组瘢痕区微血管密度明显增加,高于静脉移植组,对照组瘢痕区仅有少量新生血管。普鲁士蓝染色,治疗组在瘢痕区见胞质内有蓝色颗粒的细胞,其中冠脉组多于静脉组,而对照组无此类细胞。免疫组织化学检查肌钙蛋白表达情况:治疗组瘢痕区散在有肌钙蛋白呈强阳性表达的细胞,其中冠脉组阳性表达高于静脉组。对照组未见阳性表达细胞。结论:用同种异体(乳猪)的MSCs通过冠脉或外周静脉移植途径治疗小型猪心肌梗死,部分MSCs能“归巢”到梗死部位并存活,其中部分细胞可能转分化为心肌细胞,并能促进微血管生成,其中冠脉途径效果优于外周静脉途径。本研究对异体MSCs移植治疗急性心肌梗死的临床应用有一定的参考价值。