12月18 日，國際學術期刊Circulation 以Research Letter形式在線發(fā)表了中國科學院生物化學與細胞生物學研究所周斌研究組的科研成果“Fate Mapping of Sca1⁺Cardiac Progenitor Cells in the Adult Mouse Hearts”。在該項工作中，研究人員利用特異性標記心臟Sca1⁺干細胞的Sca1-2A-CreER小鼠，揭示Sca1⁺心臟干細胞在正常生理和心臟損傷模型中能轉分化為心臟內皮細胞和成纖維細胞，不轉分化為心肌細胞。本研究揭示了Sca1⁺心臟干細胞的轉分化潛能，有助于研究人員進一步深入了解成體心臟中Sca1⁺干細胞的作用，為心血管再生醫(yī)學研究提供新的思路。

 

        冠狀動脈疾病引起心肌梗死和心衰，是人類因疾病死亡的首要原因。發(fā)生急性心肌梗死后，心肌細胞和血管內皮細胞大量死亡，僅少量心肌細胞分裂增殖，如何提高心臟心肌細胞的再生已經成為該領域的研究熱點。前期研究表明在心臟中存在的心臟干細胞可以在損傷的情況下貢獻到心肌細胞，從而提高損傷心臟的修復能力。其中，體外細胞和移植實驗表明Sca1⁺心臟干細胞可以轉分化為心肌細胞，同時Sca1⁺作為血管干細胞可以通過增殖、分化轉變?yōu)檠軆绕ぜ毎＞C上，Sca1⁺具有多種分化潛能，但心臟中內源性的Sca1⁺細胞能否貢獻到心肌細胞和內皮細胞有待于進一步研究。

 

        為了系統(tǒng)研究成體Sca1⁺心臟干細胞在正常生理和心臟損傷情況下的命運變化，研究人員建立了特異性標記Sca1⁺心臟干細胞的譜系示蹤系統(tǒng)，抗雌激素藥物他莫昔芬（tamoxifen）誘導處理24-48小時后，收集樣本檢測發(fā)現(xiàn)Sca1-2A-CreER;R26-tdTomato小鼠可以特異和高效地標記Sca1⁺心臟干細胞，其中主要標記血管內皮細胞和少量的成纖維細胞。利用這個特異性的小鼠，研究人員分別在生理情況以及心肌梗死情況下檢測了Sca1⁺心臟干細胞的轉分化情況。通過對8周Sca1-2A-CreER;R26-tdTomato小鼠注射tamoxifen，收集注射后1-12周小鼠心臟樣本，檢測發(fā)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)心臟中，Sca1⁺心臟干細胞可以貢獻到心臟內皮細胞和少量的成纖維細胞，但并不能轉分化心肌細胞。進一步實驗中，研究人員在tamoxifen誘導的Sca1-2A-CreER;R26-tdTomato小鼠中進行了心臟損傷模型，包括心肌梗死，心臟缺血再灌注等模型。研究人員發(fā)現(xiàn)在心臟損傷模型中，Sca1⁺心臟干細胞可以貢獻為血管內皮細胞和成纖維細胞，而并不轉分化為心肌細胞。以上結果說明，成體Sca1⁺心臟干細胞具有轉分化為血管內皮細胞和成纖維細胞的潛能，通過血管新生促進心臟修復。雜志同期刊發(fā)了哈佛大學醫(yī)學院Richard T. Lee教授對于該項工作及同期Sca1干細胞相關工作的專題評論，他認為該工作揭示了成體哺乳動物中Sca1心臟干細胞的命運，推動了心臟干細胞領域的發(fā)展和進步。

 

        該項工作在周斌研究員的指導下，由博士后唐娟等完成，得到了中國醫(yī)學科學院聶宇教授、阜外醫(yī)院胡盛壽教授、香港中文大學呂愛蘭教授及阿斯利康的Qing-Dong Wang研究員等的大力支持，同時得到中國科學院、國家基金委、國家科技部、上海市科委等資助。

 

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