澳门新匍京客户端下载上海生科院等发表心内膜细胞命运可塑性综述文章,上海生科院揭示心脏修复再生中新血管形成的机制

5月10日,国际学术期刊Nature Reviews Cardiology
发表了中国科学院生物化学与细胞生物学研究所周斌研究组题为Reassessing
endothelial-to-mesenchymal transition in cardiovascular diseases

的综述文章。该文章系统阐述了在心脏发育和疾病过程中内皮细胞向间充质细胞转换的作用。

3月1日,中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所周斌研究组以Endocardial
Cell Plasticity in Cardiac Development, Diseases and
Regeneration
为题的综述文章,发表在Circulation
Research
上。该文章系统阐述了心内膜细胞在心脏发育过程中以及再生、病理状态下的多能性及其分子调控机制。

6月26日,国际学术期刊Journal of Clinical Investigation
在线发表了中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所周斌研究组的科研成果Preexisting
coronary endothelial cells mediate cardiac neovascularization after
injury
。该研究利用系统的遗传谱系示踪技术揭示了成体心脏修复再生中新生血管的来源,为临床治疗心梗后的心脏再生治疗提供了重要的理论基础和新的思路。

内皮细胞和间充质细胞是两类不同的细胞,具有不同的形态结构和功能。研究表明心脏在发育和病理状态下这两类细胞可以发生相互转换。在胚胎发育早期,内皮细胞通过内皮细胞向间充质细胞的转换(EndoMT
or
EMT)转分化形成心脏内膜垫间充质细胞,这一过程对于心脏瓣膜的形成具有非常重要的作用。内皮细胞通过内皮细胞向间充质细胞的转换在心肌梗塞、心脏纤维化、心脏瓣膜钙化、动脉粥样硬化和肺动脉高压等心脏病理状态下也发挥重要的作用。例如,在心肌梗塞疾病中,内皮细胞通过EndoMT参与形成成纤维细胞,促进心脏的纤维化过程;在动脉粥样硬化中,内皮细胞通过EndoMT形成成纤维样细胞,使血管壁增厚;而在肺动脉高压疾病中,内皮细胞通过EndoMT形成平滑肌样细胞,促进肺动脉高压这一病理过程。心脏损伤修复过程中伴随着血管新生,而血管新生过程中,有研究认为成纤维细胞又可以通过间充质细胞向内皮细胞的转换形成内皮细胞。该综述从遗传谱系示踪角度系统描述了心脏在发育和病理状态下EndoMT的作用,这将为心脏疾病过程中纤维化的控制和促进血管新生提供新的治疗策略。

心内膜细胞不仅是心脏内侧的一层内皮细胞,为心肌细胞提供一层保护性物理屏障,而且是其它许多细胞类型的重要起源。在胚胎发育早期,心内膜细胞可以发生内皮间充质转换形成内膜垫间充质细胞,成为心脏瓣膜的重要组成部分。瓣膜发育异常是导致先天性心脏疾病发生的重要原因。心内膜来源的间充质细胞会迁移到心室壁中,在Wnt/beta-catinin信号通路调控下进一步分化为血管周细胞和平滑肌细胞。在胚胎发育中后期以及新生期,心内膜细胞又是冠状血管内皮细胞的重要来源。胚胎心内膜细胞在Scl基因敲除的情况下可以转分化为心肌细胞。成体心脏中,成纤维细胞被激活是导致纤维化的主要原因,心内膜来源的成纤维细胞部分参与心脏纤维化的形成。心内膜细胞是正常成体心脏心肌层内脂肪细胞的重要来源,因此心内膜细胞可能与脂肪相关性心脏疾病(如致心律失常性右室心肌症)的发生有关。在成体心脏损伤后,心内膜细胞具有形成冠状动脉的能力,因此心内膜细胞是心肌梗死等疾病的潜在治疗靶点。此外,胚胎心内膜细胞还可以贡献到肝脏血管内皮细胞和造血细胞。

冠状动脉疾病是当今世界上的首要致死疾病,冠状动脉粥样硬化及心肌梗塞等冠状动脉疾病发生后,导致了心脏供血供氧的不足,大量细胞死亡,从而诱发了炎症及损伤修复反应,促使新血管的形成,以恢复损伤区的血液供应,因此,快速的血管新生过程对于心肌损伤后的修复过程具有至关重要的作用。

该综述文章由周斌组博士生李燕以及香港中文大学教授吕爱兰共同撰写完成,周斌负责论文指导与文字修改。

周斌研究组博士张辉(现上海科技大学研究员)、香港中文大学教授吕爱兰是综述文章的共同通讯作者。研究工作获得了科技部、国家自然科学基金委、上海市科委、上海市教委等的支持。

有关成体心脏损伤后新生血管的起源,目前有三种假说:第一种是血管内皮细胞的自我增殖,第二种是其它类型的末端分化细胞转分化形成血管内皮细胞,第三种是干细胞分化形成血管内皮细胞。成体心脏损伤后,血管内皮细胞会发生自我复制增殖过程,然而是否有干细胞或其他类型的细胞通过细胞分化或转分化作用形成血管内皮细胞仍然存在争议。有研究报道,成纤维细胞在小鼠缺血再灌注损伤模型中发生了间充质细胞向血管内皮细胞的转变(mesenchymal-to-endothelial
transition,
MEndoT)过程,形成了新的血管内皮细胞。此外,也有研究指出,c-Kit和Sca1阳性的干细胞在成体心脏损伤后具有分化成为血管内皮细胞的能力,不过这些研究结果都有待进一步的证实。

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