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心脏干细胞研究进展

双赢彩票官方网 2024-01-29

  3.2 Sca-1 CSCs:Sca-1是ly-6(淋巴坑原6)家族中的一员,是造血干细胞的一种表面标志,另外,还表达CD31与CD38.Sca-1 CSCs与心肌细胞共培养时可分化为功能性心肌细胞。移植心梗小鼠Sca-1 CSCs可通过旁分泌VCAM-1(血管细胞粘附分子-1)、VEGF(血管内皮细胞生长因子)和向心肌分化等途径来改善心功能[13]。敲除sca-1基因可造成小鼠心脏功能障碍,影响c-kit CSCs增殖能力[14]。

  1998年,Kajstura[1]等发现心肌中有一种能够分裂的细胞。至此,以往的心肌细胞不可再生的观念受到置疑。2002年,Hierlihy[2]等发现这种细胞能够自我更新及多向分化,因此将其称为心脏干细胞。CSCs的发现使人们重新认识到心脏内环境的稳态维持。鉴于其组织特异性及其分化特点,心脏干细胞可能是心肌梗死的另一个治疗方法。

  3.3侧群细胞(SP CSCs,side population CSCs):早在2002年由Hierlihy[2]等首次报道。其表达ABCG2(ATP-binding cassette G2)转运蛋白,表现为低的Hoechst33342荧光特性,因此可用流式细胞仪分选获得,用此方法已经从许多哺乳动物如鼠、人类等分离获得。体外培养证实SP CSCs可以自我更新及分化为心肌细胞[15]。SP CSCs包括许多类型细胞:血管内皮细胞、平滑肌细胞和骨髓间充质细胞[16]。

  目前动物试验大多采用骨髓间充质干细胞来代替CSCs来进行移植心脏干细胞研究进展,也取得了较好的效果[22]。目前CSCs应用于临床还有许多难题,CSCs获得,分化诱导,临床试验等许多方面[23]。虽然动物移植试验取得了良好效果,但真正移植入梗死心肌的CSCs的存活及分化数量上仍然很低。因此必须找到刺激CSCs分化扩增的因子。Torella[24]等发现(IGF-Insulin like growth factor)可以在体内刺激CSCs分化。骨膜蛋白可刺激CSCs分化并增加心肌细胞数量从而提高心功能[25]。Urbanek[26]等发现移植的CSCs在梗死边界区的分化能力较强,分析原因可能是由于梗死区内环境恶劣,超过了CSCs的增殖修复能力,进而影响到CSCs的迁移。所以找到更有效的药物或因子来增强移植的CSCs的迁移及增殖能力才是首要问题。鉴于移植的CSCs的种类、数量的不确定性,因此,要把握心脏的内环境和移植入的CSCs的通信,保持完整干细胞特性这两个审查中心[27]。6問题与展望

  自从20世纪末,心脏干细胞(Cardiac Stem Cells,CSCs)被发现并分离,以往认为的心脏细胞不可再生的传统观点被颠覆,心脏干细胞的价值越来越来越受到重视,许多学者开始从心脏干细胞这一新方法来治疗心脏疾病。本文就CSCs的特点及应用进展作一综述,尤其对其在心肌缺血疾病中的应用进行总结。

  Ventura[19]等发现催产素可刺激CSCs分化。5-氮胞苷可共价结合转甲基酶从而促使CSCs的终末分化[20].因此,这些刺激物均可用于CSCs的促分化成心肌细胞。

  BMP是一个蛋白家族,它在胚胎发育过程中有着重要作用,其调节胚胎细胞向心脏细胞的转化且能促使CSCs向心肌细胞分化。Van等[21]研究证实体外培养CSCs中加入BMP可促使向心肌细胞分化,说明BMP在CSCs分化中的重要作用。

  3.1 c-kit CSCs:c-kit細胞是由Beltrami等[7]发现最早且研究最深入的一类。c-kit是干细胞表面标志,c-kit细胞表达c-kit与细胞分化潜能有很重要的联系,最近有学者[8]发现在心梗患者c-kit能通过p38 MAPK通路从而促使CSCs从心肌层向梗死区迁移。同时,Li等[9]发现c-kit可以促使CSCs分化成熟。

  CSCs分化成心肌细胞的过程需要许多因素调节,例如细胞因子、激素、药物和细胞内转录因子。

  CSCs有许多不同表型,其最重要的特点为自我克隆更新及分化增殖。CSCs在不同的生长因子及环境下可以分化为心肌细胞,内皮细胞和血管平滑肌细胞等。其在维持心脏内环境动态平衡中起到重要作用。CSCs数量及功能的异常可以直接导致心脏疾病。

  CSCs在心脏中的存在甚微,约8000·20000个心肌细胞中只含有1个CSCs[3],因此不同学者的研究结果有差异。针对CSCs的来源,目前有两种说法已被广大学者认同:内源性及外源性[4]。前者是指在胚胎时期就存在于心脏中,后者指心脏以外来源的细胞在出生后定植于心脏中。心肌细胞表达Islet-1,这个标志物也是胚胎干细胞的表面标志,另外,Wu SM等从大鼠胚胎中分离出了与c-kit CSCs类似性质的C-Kit/nkx2.5细胞,且这种细胞能分化为心肌细胞[5],这些都说明CSCs来源于胚胎时期的心脏中。而证明CSCs的外源性的最经典的实验则是2002年的Quaini等[6]的体内性别交错心脏移植研究,他们将女性心脏移植到男性受者,结果发现在男性宿主的女性心脏中发现Y染色体的心肌细胞,有力地证明了CSCs外源性的特点。dLsct.com