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研究揭示人胚胎干细胞源心血管前体细胞及其分泌因子促进缺血/再灌损伤心肌修复的机制

来源:中检健康 编辑:中检健康 时间:2021-02-08
中国科学院上海营养与健康研究所研究员杨黄恬课题组在Stem Cell Transl Med上,在线发表了题为Neurotrophin-3 contributes to benefits of human embryonic stem cell-derived cardiovascular progenitor cells against reperfused myocardial infarction的研究论文。该研究揭示了人胚胎干细胞来源的心血管前体细胞(human embryonic stem cell-derived cardiovascular progenitor cells, hCVPCs)通过其分泌的神经营养因子(neurotrophin)-3(NT-3)促进缺血/再灌损伤心肌修复的新机制。
 

hCVPCs/NT-3对心肌缺血/再灌损伤的修复作用。图片来源:论文链接

心肌梗死(心梗)和由此引起的心力衰竭是世界范围内致病和致死的主要原因,目前主要的治疗方式是对心梗患者进行及时有效的再灌注,但这会引起额外的心肌损害,称为缺血/再灌损伤,尚缺乏有效的治疗药物。因此,寻找在缺血/再灌中保护心肌细胞的方法并阐明其保护机制,对开发针对缺血性心脏病的临床治疗新手段具有意义。近年来,杨黄恬带领的团队证明心梗急性期移植hCVPCs可促进小鼠和非人类灵长类的心肌修复。进一步的机制研究发现,hCVPCs对梗死心脏的保护作用与旁分泌作用有关,其中,hCVPCs分泌的细胞外囊泡可发挥促进血管生成和抑制心肌细胞凋亡的作用;hCVPCs分泌的细胞因子白介素4和白介素13可促进巨噬细胞向修复型极化。然而,学界尚不清楚hCVPCs分泌的其他蛋白是否具有修复缺血心肌的作用,尤其是改善心肌缺血/再灌早期心肌细胞存活。

NTs是一类高度保守的生长因子,在神经系统和心血管细胞中发挥功能,但NT-3在心肌及心肌缺血损伤中的作用尚不明确,是否作为hCVPCs分泌因子参与了缺血心肌修复也未知。该研究中,研究人员利用小鼠心肌缺血/再灌模型,发现NT-3介导hCVPCs对心功能的改善作用,包括减少心肌细胞凋亡、增加血管新生、减小瘢痕面积。进一步的研究发现,下调内源性NT-3加重小鼠心肌缺血/再灌损伤。通过信号通路筛选,结合体内和体外干预实验,研究人员发现,hCVPCs/NT-3通过激活ERK-Bim信号通路,抑制凋亡执行分子Caspase-3活性剪切,保护损伤心肌细胞。

综上,该研究首次揭示了hCVPCs分泌的NT-3和心肌内源性NT-3在心肌缺血/再注损伤早期对心肌细胞的保护作用及机制。相关研究结论进一步丰富了hCVPCs通过旁分泌作用,减少心梗后心肌细胞凋亡、增加血管新生、改善心脏功能和抑制疤痕形成的分子机制,为促进缺血心肌原位修复提供了非细胞治疗的新手段。

论文链接:
https://doi.org/10.1002/sctm.20-0456

文章来源:上海营养与健康研究所



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