【科研摘要】
除其他缺血性心脏病外，心肌梗塞是心脏病患者死亡和发病的主要原因。及时缺血心肌的再灌注是治疗心肌梗塞的最有效方法。 但是，血液对缺血组织的再灌注会导致有毒的活性氧（ ROS）过量产生，这会在缺血性损伤之外进一步加重心肌损伤。ROS已被用作缺血再灌注（I / R）损伤的诊断标志物和治疗靶标，并被用作触发药物释放的环境刺激。 最近 ， 温州医科大学 王晓杰教授 和 北卡罗来纳州立大学程柯终身教授 科研团队合作 合成了一种ROS敏感的交联聚乙烯醇（PVA）水凝胶，以提供碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）进行心肌修复。
将治疗凝胶注入心包腔。 分娩时，水凝胶在心脏表面扩散并在原位形成心外膜片。在I/R损伤的大鼠模型中，从凝胶释放的bFGF可以穿透心肌。这种干预措施可增强心脏血管生成，从而保护心脏功能并减少I/R后心脏的纤维化。 此外，还证明了在猪和人类患者中进行微创注射和进入心包腔的安全性和可行性。 相关论文以题为 Injection of ROS‐Responsive Hydrogel Loaded with Basic Fibroblast Growth Factor into the Pericardial Cavity for Heart Repair 发表在《 A dvanced Functional Materials 》上。
【主图】
图1 Gel-bFGF的概念以及用于心脏修复的最佳FGF的筛选。 A）Gel-bFGF制备和整体策略的示意图。B）显示FGF促进NRCM增殖的共聚焦显微镜图像。分别包括0 FBS和10％FBS作为阴性和阳性对照。疤痕棒，50 µm。C）与各种FGF孵育的Ki67阳性NRCM的定量 。
图2 ROS响应凝胶的制备及其对心肌细胞的影响。 A）由各种浓度的PVA和ROS敏感接头（TSPBA）形成的凝胶。B）由9％的PVA和3％的TSPBA形成的液体凝胶的照片。C）bFGF在各种ROS浓度下随时间的释放行为。D）共聚焦荧光显微镜图像显示bFGF加载的凝胶和NRCM与或不与H 2 O 2 的共孵育。粉色核：红色（Ki67）和蓝色（4,6-二dia基-2-苯基吲哚二盐酸盐，DAPI）合并。
图3 心包内注射 Gel-bFGF和心脏 保 留。 A）动物研究的时间表; B）注射过程中拍摄的图像; C）心包内单独注射bFGF或Gel-bFGF在基线，第2天和第4天，n = 3后的心脏离体IVIS成像; D）定量心脏中bFGF的荧光强度；E）共聚焦荧光显微镜图像显示释放的bFGF进入心肌。
图4 Gel-bFGF注射促进血管生成。 注射后4周，A）Ki67，B）Von Willebrand因子（vWF）和C）CD31染色的共聚焦显微镜图像。N表示正常区域，I表示梗塞区域。
图5 Gel-bFGF治疗对I/R大鼠的功能益处。 A）治疗后4周，代表Masson的三色染色心肌切片。B）从Masson的三色影像中定量分析存活的心肌。C）在第4周通过超声心动图测量的左室舒张末期内径（LVIDd）和D）收缩末期（LVIDs）。E）治疗后4周（n = 5），大鼠的左心室射血分数（LVEFs）和F）分数缩短（LVFS）。
图6 猪中 Gel-bFGF的安全性试验研究以及在人患者体内使用iPC的可行性。 A）显示猪研究设计的示意图。B）显示注射和照相机端口位置的照片。C）显示猪中iPC注射过程的照片。D）显示用于离体荧光成像的心肌切片的制备的示意图。E）心包内注射Gel-bFGF @ AF594后3 d对猪心脏进行的代表性离体荧光成像（n = 3）。F）共聚焦荧光显微镜图像显示心肌中的bFGF @ AF594。G）治疗后3天的心包液中炎性细胞因子浓度的细胞因子阵列分析。H）来自G的定量结果。I）示意图，显示了人类患者中微 创 iPC通路。J）来自接受LARIAT手术的患者的荧光透视图像。
参考文献 ： doi.org/10.1002/adfm.202004377
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