Nature新技术，促使心脏自我修复

　　

生物通报道  近日来自英国伦敦大学学院的科学家们在新研究中发现一种天然的蛋白质能够诱导小鼠心脏祖细胞生成心肌细胞替代损伤的心脏组织。这一研究发现或可帮助研究人员开发出心脏病治疗的新策略，促使心脏进行自我修复，解决了常规同种异体心脏移植存在的免疫排斥风险性问题。相关研究成果发表在最新一期的《自然》(Nature)杂志上。

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心脏病发作往往会导致一些心肌细胞发生不可逆转的损伤，患者就算存活下来，心肌受损部位也会形成永久性的伤害。尽管在心脏组织中存在一些祖细胞具有分化为心肌、心血管等主要心脏细胞的能力。然而在成人体内这些祖细胞通常处于静息状态，无法修复心脏病造成的损伤。

伦敦大学医学院儿童健康研究所的Paul Riely及同事一直致力于寻找一种新技术能够增强这些心脏祖细胞的的活力。早在2007年，Riley等利用胸腺中鉴别的一种小蛋白胸腺肽thymosin β4 (Tβ4)就成功地在小鼠胚胎中诱导心外膜中的心脏祖细胞生成了血管，成纤维细胞和心肌细胞。

“我们由此质疑，如果Tβ4是胚胎心外膜发育的必需因子，那么它是否有可能能在成人心外膜中启动相同的效应？”Riley说。

“我们过去针对一个叫做Wt1基因开展过活性研究，研究结果表明表达Wt1蛋白的胚胎干细胞能够分化形成心肌细胞，而在成体细胞中这个基因则处于关闭状态”Riley说。在新研究中Riley和他的同事们首先每天给实验鼠注射Tβ4蛋白。持续一周后，他们通过对实验鼠施加手术处理，促使实验鼠出现类似心脏病的症状。在随后的一段时间内研究人员在不同时间点对实验鼠的心脏情况进行了检测。研究人员发现实验鼠在接受手术两天后心脏中就出现了表达Wt1的细胞，两周后这些细胞从心脏外膜向内迁移，逐渐聚拢在受损部位，形成了与心肌细胞非常相似的新细胞。而对于另一些没有注射这种蛋白质的实验鼠来说，其心脏受损后就没有出现这种自我修复现象。

目前Riley的研究小组还在致力于揭示Tβ4开启心肌细胞中干细胞基因的机制，寻找相关的信号通路。接下来他们还计划进一步寻找把本次发现应用于人类的方法，比如开发出一种基于这种蛋白质的药片。对于那些已确诊的心脏病高风险者来说，就可以预防性地服药，这样即使心脏病发作，他们的心脏也可以自动开始修复损伤，从而减少对健康的长期影响。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

De novo cardiomyocytes from within the activated adult heart after injury

A significant bottleneck in cardiovascular regenerative medicine is the identification of a viable source of stem/progenitor cells that could contribute new muscle after ischaemic heart disease and acute myocardial infarction1. A therapeutic ideal—relative to cell transplantation—would be to stimulate a resident source, thus avoiding the caveats of limited graft survival, restricted homing to the site of injury and host immune rejection. Here we demonstrate in mice that the adult heart contains a resident stem or progenitor cell population, which has the potential to contribute bona fide terminally differentiated cardiomyocytes after myocardial infarction. We reveal a novel genetic label of the activated adult progenitors via re-expression of a key embryonic epicardial gene, Wilm’s tumour 1 (Wt1), through priming by thymosin β4, a peptide previously shown to restore vascular potential to adult epicardium-derived progenitor cells2 with injury. Cumulative evidence indicates an epicardial origin of the progenitor population, and embryonic reprogramming results in the mobilization of this population and concomitant differentiation to give rise to de novo cardiomyocytes. Cell transplantation confirmed a progenitor source and chromosome painting of labelled donor cells revealed transdifferentiation to a myocyte fate in the absence of cell fusion. Derived cardiomyocytes are shown here to structurally and functionally integrate with resident muscle; as such, stimulation of this adult progenitor pool represents a significant step towards resident-cell-based therapy in human ischaemic heart disease.