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利用干细胞实现心肌和血管的再生已成为心血管病学研究的热点之一。由于干细胞种类不同，在心血管疾病中都有不同程度的应用价值，很多学者对不同种类的干细胞在心血管疾病中的应用做了不同研究，并取得一定的成果。本文就各种干细胞在心血管疾病中的研究进展作一综述。
1各种干细胞移植在心血管领域的研究
1.1胚胎干细胞(Embryonic Stem Cells，ESCs)1994年Soonpaa等[1]首次将小鼠的胚胎干细胞移植给成熟的心脏，发现移植的细胞不但能增生和存活，还与宿主之间形成了超微结构连接。但人胚胎细胞移植却面临着诸如胚胎细胞来源、道德伦理等问题。另外，胚胎干细胞的转化条件尚不明了，在体外进行定向诱导还具有相当的随意性。
1.2自体干细胞因无免疫排斥及伦理道德等优点，而具有更为广阔的应用前景。
1.2.1自体骨骼肌卫星细胞骨骼肌卫星细胞是成体骨骼肌中未分化的成肌细胞，参与骨骼肌损伤后形态和功能的恢复。Jain[2]研究证实移植组的心室重建得到缓解，心功能明显改善。该细胞的优点是形成的骨骼肌纤维在损伤区存活时间长，存活能力强。但这种细胞数量极少，不易获得。另外，移植区与宿主心肌间的收缩常不一致，易引起心律失常。
1.2.2自体心脏干细胞近来有观点认为在心脏中存在具有组织特异性的干细胞，称为心脏干细胞。Sakai等[3]在动物实验中证实自体心房肌细胞移植能改善受损心脏的功能。理论上说，该细胞的移植要优于其他干细胞。但对于扩张型心肌病这种全心病变来说，只能考虑其他细胞的移植。
1.3成体干细胞(Adult stem cells，ASCs)上世纪90年代末以来，在Nature、Science、Cell均有报道ASC可分化为其他系列的细胞，即ASC具有“可塑性”或“横向分化”潜能。2002年，Nature刊发了Verfaillie[4]教授小组的研究证实在成体的许多组织中余存着一种稀有数量的胚胎原始干细胞，其表达ESC的遗传。所谓的ASC "可塑性"很可能是这些细胞所为，这提示ASC与ESC可能存在相似性和同源性。
1.3.1成人干细胞主要分为造血干细胞(Hematopoietic Stem Cells，HSCs)和间充质干细胞(Mesenchyrnal Stem Cells，MSCs)。此外，内皮祖细胞(Endothelial Progenitor Cells， EPCs)等也属于成体干细胞。
1.3.2造血干细胞2001年Orlic[5]等人在Nature上著文，称造血干细胞直接注射心梗区可转化为心肌细胞[5]，结果引起了广泛关注和研究。然而，2004年4月第428期Nature上同时发表了两篇没有重复出Orlic等人研究结果的论文报道。
1.3.3骨髓间充质干细胞Wakitani等[6]首先证实MSCs可分化为骨骼肌细胞。继而人们想到将骨骼肌细胞分化为心肌细胞。1999年，Makino等人[7]首次报道在体外利用5-氮杂胞苷(5-aza)诱导MSCs分化为心肌细胞。Wang等[8]用同基因成年大鼠作为供体及受体模拟自体移植，并用DAPI染色标记。结果发现，移植后各时相点均可见到DAPI阳性的存活细胞。然而，由于移植细胞在宿主身上的生存力差，长期效果不理想，也限制了其应用。鉴于此，Mangi等人[9]将小鼠MSCs进行基因改造，以病毒为载体，在该细胞中加入1个单肽Aktl，后者能阻断细胞凋亡信号。将这些改造的干细胞注射到小鼠心脏的梗死部位后，Aktl被激活，并使干细胞长期存活。该研究还发现，移植的效果呈剂量依赖性。
1.3.4血管内皮祖细胞1997年Takayuki等[10]在Science上报道EPCs分离成功，并可用于体内血管新生(Angiogenesis)。当时提出的EPCs被认为是假定的。近来随着干细胞研究的深入，EPCs的存在已基本确认。Maeda等[11]将EPCs接种于移植的血管，结果发现这些细胞主要集中在血管外膜与内膜表面，内膜表面的移植祖细胞能很好地附着，在血管腔面发育形成内皮细胞。该研究证实，EPCs具有促进血管新生的作用。
2临床研究
干细胞移植为心血管疾病的治疗开辟了一条新的途径，已由动物实验逐步应用于小样本临床治疗。2001年9月Strauer[12]等在世界上进行了首例自体骨髓干细胞移植治疗急性心梗的实验，他们将该干细胞在PTCA中经导管植入到梗死相关动脉，10周后，通过SPECT、超声心动图和核素心室造影显示心肌梗死范围减少，EF升高，舒张末压降低。2003年，Perin等[13]报道借助NOGA系统经心内膜对14例因严重心肌缺血致心衰患者进行自体骨髓干细胞移植，术后2个月，核素显像显示移植组患者的左室功能有明显改善；术后4个月，EF从20%上升到了29%，心脏收缩末期容积亦有显著下降。
3展望
目前，细胞移植的研究仅限于单种细胞的移植，将2种或2种以上细胞联合移植，以及和基因工程结合的研究还比较少。在心脏缺血时，不但有血供障碍，还有心肌损伤。我们在MSCs的基础上联合EPCs移植，一方面，植入的MSCs替代坏死心肌，改善心功能；另一方面，EPCs通过再血管化改善心肌血供。另外，还可以对干细胞进行基因修饰，然后再进行细胞移植。将基因治疗和干细胞治疗结合起来能够大大提高控制细胞行为的能力。值得注意的是干细胞动员疗法与干细胞移植相比具有无创伤、方法简便、易开展的特点，临床应用更具优势，近来研究发现粒细胞集落刺激因子具有心脏保护作用，能动员自体骨髓源干细胞迁移到心肌梗死部位，修复受损心脏。因此,利用细胞因子动员干细胞修复受损的心肌也有可能是干细胞治疗的新策略。
参考文献
1Soonpaa MH, Koh GY, Klug MG. Formation of nascent intercalated isks between grafted fetal cardiomyocytes and host myocardium. Science, 1994, 264(5155): 98-101.
2Jain M, Dersimonian H, Brenner DA. Cell therapy attenuates deleterious ventricular remodeling and improves cardiac performance after myocardial infarction. Circulation, 2001, 103(14): 1920-1927.
3Sakai T, Li RK, Weisel RD. Autologous heart cell transplantation cardiac function after myocardial injury. Ann Thorac Surg, 1999, 68: 2047-2081.
4Jiang YH, Jahagirdar BN, Reinhardt RL. Pluripotency of mesenchymal stem cells derived from adult marrow. Nature, 2002, 418: 41-49.
5Orlic D, Kajstura J, Chimenti S. Bone marrow cells regenerate infracted myocardium. Nature, 2001,410: 701-705.
6Wakitani S, Saito T, Caplan AI. Myogenic cells derived from rat bone marrow mesenchymal stem cells exposed to 5-azacytidine. Muscle Nerve, 1995, 18(12): 1417-1426.
7Makino S, Fukuda K, Miyoshi S. Cardiomyocytes can be generated from marrow stromal cells in vivo. J Clin Invest, 1999, 103(5): 697-705.
8Wang JS, Shum-Tim D, Galipeau J. Marrow stromal cells for cellular cardiomyoplasty.feasibility and potential clinical advantages. J Thorac Cardiovasc Surg, 2000, 120(5): 999-1005.
9Mangi AA, Noiseux N, Kong D. Mesenchymal stem cells modified with Akt prevent remodeling and restore performance of infarcted hearts. Nat Med,2003 ,9(9): 1195-2001.
10Asahara T, Murohara T, Sullivan A. Isolation of putative progenitor endothelial cells for angiogenesis .Science, 1997, 275(5320): 964-967.
11Maeda M, Fukui A, Nakamura T. Progenitor endothelial cells on vascular grafts.An ultrastructural study. J Biomed Mater Res, 2000, 51(1): 55-60.
12Strauer BE, Brehm M, Zeus T . Repair of infarcted myocardium by autologous intracoronary mononuclear bone marrow cell transplantation in humans. Circulation, 2002, 106 (15): 1913- 1918.
13Perin EC, Dohmann HF, Borojevic R. Transendocardial, autologous bone marrow cell transplantation for severe, chronic ischemic heart failure. Circulation, 2003, 107(18): 2294-2302.
