自然子期刊:新研究揭示胎儿心外膜细胞具有心脏再生能力

来源：原创网站2022-03-08 13:20

科学家一直在寻找再生心脏细胞。在一项新的研究中，来自日本京都大学和其他研究机构的研究人员报告了使用诱导多能干细胞(iPS)产生这样一种细胞类型——心外膜细胞。

2022年3月8日/Bion/-心脏病仍然是世界上导致死亡的首要原因。其中一个原因是，与骨骼、皮肤等其他组织不同，心脏在受伤(如心脏病发作)后的再生能力很差。因此，科学家们一直在寻找再生心脏细胞。在一项新的研究中，来自日本京都大学和其他研究机构的研究人员报告了使用诱导多能性()来产生这样一种细胞类型——心外膜细胞。相关研究成果近日发表在《npj再生医学》杂志上，标题为“CDH18是一种胎儿心外膜生物标志物对血管平滑肌细胞的调控差异”。

心外膜是心脏的最外层。随着心脏的形成，心外膜细胞迁移并分化成不同的心脏细胞。但出生后心外膜处于静止状态，损伤后才会重新激活，产生纤维化和疤痕。虽然这种反应并不理想，不能完全恢复心脏功能，但在一些物种如斑马鱼中，心外膜的再激活是心脏再生的关键步骤。

一般来说，成长中的胎儿心脏的心外膜的行为不同于完全形成的成人心脏。论文第一作者Julia Junghof说，“胚胎的心外膜是活跃的。其细胞增殖并经历上皮-间质转化，从而形成多种心脏细胞类型。”

发育中的心外膜的清晰表面群转录物显示CD22和CDH18在晚期细胞群中富集。图片来自npj再生医学，2022，doi :10.1038/s 41536-022-00207-w

为了研究这些差异，她和她的同事将人类细胞分化为心外膜细胞。他们发现18(钙粘蛋白18，CDH18)只在胎儿心外膜细胞中表达。

论文合著者、京都大学细胞研究与应用中心副教授吉田善纪(Yoshinori Yoshida)表示，“我们通常依靠基因表达来识别心外膜细胞，但没有可靠的表面标记。钙粘蛋白以其细胞间粘附而闻名，但它们也参与细胞命运的决定。”

在细胞中人工表达基因，技术难度大，成本高。使用表面标记可以减少实验的劳动力和成本，并在未来获得更安全的细胞用于患者护理。

这项新研究发现CDH18就是这样一种表面标记。CDH18更为人所知的是它在轴突发育和神经系统维护中的作用，但这项研究表明，它对识别成功分化为心外膜细胞的细胞非常有用。值得注意的是，虽然CDH18在胎儿心外膜细胞中表达，但在成人心外膜细胞中不表达，这可能反映了心脏再生特性的不同。

CDH18表达的缺失导致心外膜细胞增殖能力的丧失和心外膜向间质转化形成心脏平滑肌细胞，这为心外膜细胞如何被激活以促进损伤后的心脏再生提供了新的见解。

因此，测量分化细胞上CDH18的表达可以提供在实验室中产生具有心脏再生能力的细胞的有效手段。

论文的共同作者、京都大学细胞研究和应用中心的科学家安东尼奥卢切纳-卡卡斯博士补充说，这些发现也为心脏再生在体内如何开启和关闭提供了线索。他说，“我们的结果显示了心外膜-间质转化的调节如何影响细胞命运和心外膜细胞的再生反应。”(100yiyao.com 100医疗网)

参考文献：

朱莉娅荣格霍夫等人。npj再生医学，2022，doi :10.1038/s 41536-022-00207-w。

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