心肌干细胞研究进展-干细胞美容可以管多久.docx

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1、心肌干细胞研究进展:干细胞美容可以管多久 关键词 心肌干细胞 干细胞移植 基因表达调控 doi:10.3969/j.issn.1007-614x.2009.07.003 随着干细胞探讨的不断发展，心肌干细胞(CSC)最终获得胜利分别和鉴定，对于探明心脏疾病发病机制等基础探讨具有重要意义，也为细胞心肌成形(CCM)治疗心衰和心肌梗死等心脏疾病的临床探讨供应了理论依据。本文就心肌干细胞的调控机制、向心肌谱系的分化机制及在干细胞移植治疗心脏疾病方面的进展进行简要综述。 心肌干细胞向心肌谱系的分化机制 干细胞如何从一个充溢各种可能性的通用细胞演化成从事特定工作的“专业”细胞，是干细胞探讨的谜题。心肌干

2、细胞是具备特异性心肌分化潜能的多能干细胞，在体内外特定诱导条件下，可干脆向心肌、内皮和平滑肌等定向分化。心肌干细胞向心肌的分化受到多种因素的诱导和调控，目前已知细胞因子、激素、药物、细胞间连接以及细胞内转录因子等都可参加调控CSC的心肌终末分化，明确CSC的生物学特性，探讨CSC向心肌的终末分化与调控机制，将为临床应用CSC治疗心肌梗死供应牢靠依据。本文简要介绍microRNA(miRNA)和骨形态发生蛋白(BMP)在心肌干细胞向心肌谱系分化中的作用。 miRNA是一类1925nt的具有调控功能的非编码RNA，它们主要参加基因转录后水平的调控。这些miRNA在监控个体发育时相转变及调控特定细胞

3、增殖、分化进程中起着重要作用，目前发觉胚胎干细胞和多种成体干细胞中均存在各自特异的miRNA，在干细胞定向分化和自我更新功能维持中起着重要的作用1。最近，来自Gladstone心血管疾病探讨所(GICD)的一个探讨组确定了心脏发育的一个关键miRNA(miR-1)，该分子有助于早期胚胎阶段的心脏祖细胞(干细胞)的确定，并且有助于维护末期胚胎阶段中的心脏前体。另外，探讨人员还证明miR-1能抑制配基(ligand Delta)，这种配基能够与它的受体Notch结合，调整很多类型组织的发育，并且与心肌干细胞分化成肌肉细胞的过程有关2。miR-1调整心脏细胞分化机制的阐明，将最终使人们能够利用干细胞

4、来治疗心脏疾病。 骨形态发生蛋白(BMP)参加调整某些心脏转录因子的表达，对心肌干细胞的定向分化起重要作用。2002年，Monzen K等人通过 P19CL6成心肌细胞系探讨了骨形态发生蛋白及其下游分子的作用，表明BMP对心肌分化是不行或缺的，还通过心脏转录因子 Csx/Nkx2-5和GATA-4诱导分化，在心肌细胞分化中具有关键作用3。2005年，复旦高校上海医学院谭玉珍等人也探讨了BMP-2在骨髓源性心肌干细胞向心肌分化中的作用及其信号传导机制，从SD大鼠骨髓中筛选骨髓源性心肌干细胞(MCSC)，用BMP-2诱导向心肌定向分化，结果显示BMP-2通过BMP-2受体BMPRIA和BMPRII

5、的介导作用诱导骨髓源性心肌干细胞(MCSC)分化为心肌细胞4。BMP-2对心肌干细胞(CSCs)的分化，其信号通过受体激活并经Smads、p38MAPK和PI-3K等3条信号通路转导，调整多种心肌转录因子的表达，细胞内的BMP-2信号途径与其他信号途径形成网络，进而诱导CSCs的终末分化5。 心肌干细胞移植治疗心脏疾病 目前统计学资料表明，全球每年有1700万人死于心血管疾病，美国和英国心源性死亡率仍旧处于第一位，其中有一半以上死于急性心肌梗死。如何使坏死心肌或无功能心肌再生，始终是亟待科学家们攀登的高峰。近年来，细胞心肌成形术(CCM)探讨为心衰和心梗患者带来了福音，该方法是将体外纯化、培育

6、增殖的心肌细胞或非心肌细胞移植到受损心肌组织中替代纤维组织，以弥补心肌细胞数量的削减，也称心脏细胞移植。2001年，纽约医学院的Orlic等首次在NATURE上报道将骨髓干细胞移植到梗死小鼠心脏中，试验结果提示局部释放的骨髓细胞能重新产生心肌细胞，改善冠状动脉疾病的预后6。近年来，包括胚胎干细胞、骨骼肌干细胞、骨髓干细胞和四周血干细胞等多种干细胞被应用于心肌再生的探讨，为心肌梗死治疗供应了崭新的治疗方法。心肌干细胞是心脏自身的多能干细胞，具备特异性心肌分化的潜能，可干脆向心肌、内皮和平滑肌等定向分化，无疑在心脏组织的再生修复中具有重要的应用前景。Matsuura K等人依据心肌干细胞特有的蛋白

7、质Sca-1，用酶从试验鼠心脏细胞中间筛选出了干细胞，然后运用缩宫素进行培育，4周后，培育皿中出现了有规律地搏动的细胞，对这些细胞表面的蛋白质进行的探讨证明，它们是心肌细胞7。Wu SM等从病人心脏中提取了少量干细胞，经过试验室培育后，将这些干细胞移植进入大鼠和小鼠受损的心脏组织中，最终可能会表现出良好的心脏修复实力，效果优于骨髓干细胞移植。Kattman SJ等人则发觉来源于人类心脏组织的干细胞，注射到发生心脏病的小鼠心脏中时，发觉它们能干脆迁移到因心脏病发作受损的组织中，并且再生、改善了心脏泵血的实力8。随着干细胞技术的不断进步和成熟，心肌干细胞移植将会给更多的心脏疾病患者带来新生。 参考

8、文献 1 Ambros V,Bartel B,Bartel DP,et al.A uniform system for microRNA annotation.RNA,2003,9(3): 277-279. 2 Kwon C,Han Z,Olson EN,et al.MicroRNA1 influences cardiac differentiation in Drosophila and regulates Notch signaling.Proc Natl Acad Sci USA.2005,102(52):18986-18991. 3 Monzen K,Nagai R,Komuro I.

9、A role for bone morphogenetic protein signaling in cardiomyocyte differentiation.Trends Cardiovasc Med.2002 ,12(6):263-269. 4 贺其志,谭玉珍,王海杰,等.骨形态发生蛋白-2在骨髓源性心肌干细胞向心肌分化中的作用.解剖学报,2005,36(5):498-502. 5 王新艳 谭玉珍.骨形态发生蛋白-2诱导心肌干细胞定向分化的信号转导机制.医学分子生物学杂志.2005,2(2):111-114. 6 Orlic D,Kajstura J,Chimenti S,et al.B

10、one marrow cells regenerate infarcted myocardium.Nature,2001,410(6829):701-705. 7 Matsuura K,Nagai T,Nishigaki N,et al.Adult cardiac Sca-1-positive cells differentiate into beating cardiomyocytes.J Biol Chem.2004,19,279(12):11384-11391. 8 Kattman SJ,Huber TL,Keller GM.Multipotent flk-1+ cardiovascular progenitor cells give rise to the cardiomyocyte,endothelial,and vascular smooth muscle lineages.Dev Cell.2006,11(5):723-732.