【Nature子刊】使用干细胞以再生心脏！

心脏病仍然是世界上死亡的主要原因。一个原因是，与其他组织（如骨骼和皮肤）不同，心脏在损伤（如心脏病发作）后再生能力明显较差。因此科学家们一直在寻找具有再生特性的心脏细胞。Yoshinori Yoshida实验室的一项新研究报告了利用iPS细胞（诱导性多能干细胞）产生一种这样的细胞类型——心外膜细胞。

相关研究题为“CDH18 is a fetal epicardial biomarker regulating differentiation towards vascular smooth muscle cells”，发表在《npj Regenerative Medicine》杂志上。

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为不同的心脏细胞。然而，出生后心外膜处于静止状态，只有在损伤后重新激活才产生纤维化和瘢痕。而这种反应并不理想，未能完全恢复心脏功能，但在一些物种中，如斑马鱼，心外膜再激活是心脏再生的关键步骤。

一般而言，发育中的胎儿心脏的心外膜表现与完全形成的成人心外膜不同。

研究第一作者Julia Junghof（有望获得她的博士学位）说：“胚胎期心外膜是活跃的。其细胞增殖并发生上皮间质转化，导致各种心脏细胞类型。这一特性在成人心脏中看不到。”

为了研究这些差异，她和同事将人类iPS细胞分化为心外膜细胞。他们发现钙粘蛋白18(CDH18)只在胎儿型中表达。

该研究的负责人，日本京都大学iPS细胞研究所（CiRA）副教授Yoshinori Yoshida说：“我们通常依靠基因的表达来鉴定心外膜细胞，但没有可靠的表面标记物。钙粘蛋白以细胞间的粘附而闻名，但它们也参与细胞命运的决定。”

人工表达iPS细胞中的基因在技术上是困难和昂贵的。使用表面标记物减少了人工和实验成本，也产生了更安全的细胞，可以在以后用于患者护理。

研究表明CDH18就是这样一种表面标记物。CDH18以其在神经系统轴突发育和维持方面的作用而闻名，但该研究显示了其用于鉴定成功分化为心外膜细胞的iPS细胞的有用性。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未表达，这可以反映心脏的不同再生特性。

CDH18表达的缺失导致心外膜细胞失去增殖能力，并引起心外膜向间质转化，从而产生心脏平滑肌细胞，为损伤后如何激活心外膜促进心脏再生提供了新的见解。

因此，检测分化的iPS细胞上CDH18的表达可能为实验室产生具有心脏再生能力的细胞提供一种有效的手段。

该研究的资深作者CiRA科学家Antonio Lucena-Cacace博士补充道，该发现也为心脏再生如何在体内被开启和关闭提供线索。

他说：“我们的发现显示了心外膜向间质转化的调控如何影响心外膜细胞的细胞命运和再生反应。”（转化医学网360zhyx.com）

参考资料：

https://medicalxpress.com/news/2022-02-stem-cells-regenerate-heart.html

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。