【科技前瞻】PNAS:成年心脏中的干细胞可产生血管或免疫细胞,而非心肌

时间:2019-06-21 07:00:01 来源:时尚中国网 当前位置:小甜甜论娱乐 > 股票 > 手机阅读

心肌梗塞发病期间,患者部分心肌的血液供应被切断,导致部分心肌死亡,危及生命。动物和人类的大多数组织中都含有干细胞,当组织遭受损伤时,这些干细胞快速地产生大量的子细胞以替换丢失的组织细胞。近二十余年来,科学家们和临床医生一直在寻找心肌中的心脏干细胞,这样在心肌梗塞发作后,就能够利用其修复受损的心脏。然而,人们对心脏干细胞是否存在以及它们在成年心脏中的重要性仍然存在很多争论。

近日,在一项新的研究中,荷兰研究人员利用先进的分子和遗传技术构建出在心肌梗塞发作之前和之后成年小鼠心脏中的所有分裂细胞的详细细胞图谱。他们得出结论,成年心脏不含有所谓心脏干细胞,先前的研究中被鉴定为心脏干细胞的细胞最终产生血管或免疫细胞,而非产生心肌。该研究将注意力集中在对小鼠心脏中的干细胞功能的最广泛和最直接的定义上:细胞通过分裂替换丢失组织的能力。在心脏中,这意味着在心脏病发作后,任何能够产生新的心肌细胞的细胞就被称为心脏干细胞。研究表明一旦心脏遭受损伤,多种类型的细胞发生分裂,但是这些细胞都不能够产生新的心肌,之前称为心脏干细胞的细胞如今经证实产生血管或免疫细胞。

值得一提的是,该研究还发现,在心脏中与心肌细胞一起存在的结缔组织细胞,又称为成纤维细胞,通过发生多次细胞分裂而对心肌梗塞作出强烈的反应。同时,它们会产生替换丢失的心肌组织的瘢痕组织。尽管这种瘢痕组织不含有心肌,因而不具有心脏的泵血功能,但是这种纤维化的瘢痕组织与梗塞区域连在一起。当这种瘢痕组织的形成受到阻断时,小鼠死于急性心脏破裂。虽然瘢痕组织形成通常被视为心肌梗塞的负面结果,而这项研究首次强调了瘢痕组织形成在维持心脏完整性中发挥着重要作用。



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Profiling proliferative cells and their progeny in damaged murine hearts.

The significance of cardiac stem cell (CSC) populations for cardiac regeneration remains disputed. Here, we apply the most direct definition of stem cell function (the ability to replace lost tissue through cell division) to interrogate the existence of CSCs. By single-cell mRNA sequencing and genetic lineage tracing using two Ki67 knockin mouse models, we map all proliferating cells and their progeny in homoeostatic and regenerating murine hearts. Cycling cardiomyocytes were only robustly observed in the early postnatal growth phase, while cycling cells in homoeostatic and damaged adult myocardium represented various noncardiomyocyte cell types. Proliferative postdamage fibroblasts expressing follistatin-like protein 1 (FSTL1) closely resemble neonatal cardiac fibroblasts and form the fibrotic scar. Genetic deletion of Fstl1 in cardiac fibroblasts results in postdamage cardiac rupture. We find no evidence for the existence of a quiescent CSC population, for transdifferentiation of other cell types toward cardiomyocytes, or for proliferation of significant numbers of cardiomyocytes in response to cardiac injury.






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