12月18 日，國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Circulation 以Research Letter形式在線發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)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(xiàng)工作中，研究人員利用特異性標(biāo)記心臟Sca1⁺干細(xì)胞的Sca1-2A-CreER小鼠，揭示Sca1⁺心臟干細(xì)胞在正常生理和心臟損傷模型中能轉(zhuǎn)分化為心臟內(nèi)皮細(xì)胞和成纖維細(xì)胞，不轉(zhuǎn)分化為心肌細(xì)胞。本研究揭示了Sca1⁺心臟干細(xì)胞的轉(zhuǎn)分化潛能，有助于研究人員進(jìn)一步深入了解成體心臟中Sca1⁺干細(xì)胞的作用，為心血管再生醫(yī)學(xué)研究提供新的思路。

 

        冠狀動(dòng)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(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞大量死亡，僅少量心肌細(xì)胞分裂增殖，如何提高心臟心肌細(xì)胞的再生已經(jīng)成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。前期研究表明在心臟中存在的心臟干細(xì)胞可以在損傷的情況下貢獻(xiàn)到心肌細(xì)胞，從而提高損傷心臟的修復(fù)能力。其中，體外細(xì)胞和移植實(shí)驗(yàn)表明Sca1⁺心臟干細(xì)胞可以轉(zhuǎn)分化為心肌細(xì)胞，同時(shí)Sca1⁺作為血管干細(xì)胞可以通過(guò)增殖、分化轉(zhuǎn)變?yōu)檠軆?nèi)皮細(xì)胞。綜上，Sca1⁺具有多種分化潛能，但心臟中內(nèi)源性的Sca1⁺細(xì)胞能否貢獻(xiàn)到心肌細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞有待于進(jìn)一步研究。

 

        為了系統(tǒng)研究成體Sca1⁺心臟干細(xì)胞在正常生理和心臟損傷情況下的命運(yùn)變化，研究人員建立了特異性標(biāo)記Sca1⁺心臟干細(xì)胞的譜系示蹤系統(tǒng)，抗雌激素藥物他莫昔芬（tamoxifen）誘導(dǎo)處理24-48小時(shí)后，收集樣本檢測(cè)發(fā)現(xiàn)Sca1-2A-CreER;R26-tdTomato小鼠可以特異和高效地標(biāo)記Sca1⁺心臟干細(xì)胞，其中主要標(biāo)記血管內(nèi)皮細(xì)胞和少量的成纖維細(xì)胞。利用這個(gè)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(cè)了Sca1⁺心臟干細(xì)胞的轉(zhuǎn)分化情況。通過(guò)對(duì)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(cè)發(fā)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)心臟中，Sca1⁺心臟干細(xì)胞可以貢獻(xiàn)到心臟內(nèi)皮細(xì)胞和少量的成纖維細(xì)胞，但并不能轉(zhuǎn)分化心肌細(xì)胞。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)中，研究人員在tamoxifen誘導(dǎo)的Sca1-2A-CreER;R26-tdTomato小鼠中進(jìn)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(xì)胞可以貢獻(xiàn)為血管內(nèi)皮細(xì)胞和成纖維細(xì)胞，而并不轉(zhuǎn)分化為心肌細(xì)胞。以上結(jié)果說(shuō)明，成體Sca1⁺心臟干細(xì)胞具有轉(zhuǎn)分化為血管內(nèi)皮細(xì)胞和成纖維細(xì)胞的潛能，通過(guò)血管新生促進(jìn)心臟修復(fù)。雜志同期刊發(fā)了哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院Richard T. Lee教授對(duì)于該項(xiàng)工作及同期Sca1干細(xì)胞相關(guān)工作的專題評(píng)論，他認(rèn)為該工作揭示了成體哺乳動(dòng)物中Sca1心臟干細(xì)胞的命運(yùn)，推動(dòng)了心臟干細(xì)胞領(lǐng)域的發(fā)展和進(jìn)步。

 

        該項(xiàng)工作在周斌研究員的指導(dǎo)下，由博士后唐娟等完成，得到了中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院聶宇教授、阜外醫(yī)院胡盛壽教授、香港中文大學(xué)呂愛(ài)蘭教授及阿斯利康的Qing-Dong Wang研究員等的大力支持，同時(shí)得到中國(guó)科學(xué)院、國(guó)家基金委、國(guó)家科技部、上海市科委等資助。

 

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