心脏干细胞(CSCs)的发现给心脏损伤修复提供了新的视角,但其增殖分化调节机制尚未明确。直接使用CSCs治疗还存在来源和免疫反应等诸多问题,因此促进内源性CSCs的增殖和分化,正成为新的研究热点。肝细胞生长因子(HGF)可促进干细胞归巢,并动员CSCs,促进心肌梗死心脏心肌细胞增生,但HGF是否促进CSCs增殖并向心肌细胞、平滑肌细胞、内皮细胞的分化,尚未见文献报道。为阐明HGF调节心脏干细胞CSCs的增殖、分化及促增殖分化的量效关系,本课题组拟从离体和在体观察HGF促c-kit阳性CSCs的增殖、分化作用,并检测新生心肌细胞电-机械功能,以及对改善心脏功能的作用。上述研究通过HGF促进CSCs增殖和分化,达到修复病损心肌组织的目的,为心肌梗死的治疗提供新的策略和方法。
Cardiac stem cell;Hepatocyte growth factor;p27kip;mTOR;
心脏干细胞(CSCs)的发现给心脏损伤修复提供了新的视角,但其增殖分化调节机制尚未明确。直接使用CSCs 治疗还存在来源和免疫反应等诸多问题,因此促进内源性CSCs的增殖和分化,正成为新的研究热点。肝细胞生长因子(HGF)可促进干细胞归巢,并动员CSCs,促进心肌梗死心脏心肌细胞增生,但HGF是否能促进CSCs 增殖并向心肌细胞、平滑肌细胞、内皮细胞的分化有待于进一步研究。为阐明HGF调节CSCs的增殖、分化及促增殖分化的量效关系,本课题组在离体水平,通过免疫磁珠联合流式细胞筛选方法,获得c-kit阳性心肌祖细胞。磁珠分选前,细胞阳性率为4.19%-4.87%,一次分选后阳性率为21.79%-30%,二次分选后77.94%阳性,直接流式分选阳性率为3.4%-10.8%,上述方法获得的c-kit阳性细胞纯度稳定在80%-92%之间,这与文献中所描述的大致相同。但在后续的培养过程中,c-kit阳性细胞并没有呈现出增殖和分化的趋势。在体研究发现p27kip基因的半量表达(或减量表达)能于动物水平以及细胞水平提高心肌HGF的表达和分泌,并在缺血缺氧情况下对心肌起重要保护作用,促进心肌细胞再生,促进血管新生,抗凋亡,减少心梗后心肌纤维化,为个体保存了良好的心功能。在本课题随后的研究中发现,p27kip基因减量表达能够影响mTOR途径的活性,并进一步改变应激干细胞的分化能力,这或许是p27kip基因减量表达后提高缺血缺氧心肌组织自我修复,心肌再生的重要机制。应用腺病毒携带肝细胞生长因子治疗大鼠心肌梗死,研究结果发现HGF促进了c-kit阳性心脏干细胞的增殖,同时促进了梗死区心肌细胞的增殖。本课题研究为HGF通过调节CSCs促进心脏损伤修复提供了新的分子机制。