羊膜上皮细胞(amniotic epithelial cell, AEC)是心肌修复重建的理想种子细胞之一,但其转分化为心肌细胞的机理尚不清楚,而对内胚层发育信号以及心肌博动的力学刺激在调控AEC分化中作用的研究亦很少。本项目应用细胞生物力学、细胞生物学及分子生物学等方法技术观察了内胚层发育信号耦联心肌搏动的力学刺激诱导调控AEC转分化为心肌样细胞,并研究了这一过程中的分子机制。体外实验结果显示,通过应用内胚层END-2细胞的条件培养基培养7天,再辅以体外模拟心搏力学刺激的力学加载系统,经10%力学牵张刺激24小时的协同作用,可成功将AEC诱导为能表达心肌细胞特异转录因子和蛋白的心肌样细胞。Nkx-2.5、GATA-4、alpha-MHC等调控基因在此过程中发挥重要作用;BMP/Wnt/Nodal内胚层发育信号以及整合素-细胞骨架/ROS等力学信号途径参与此复杂的过程。进一步通过复制大鼠急性心肌梗死模型,观察到将AEC转分化的心肌样细胞移植入大鼠心肌梗死区后,能明显改善梗死大鼠的心功能。本项目研究成果对AEC分化及其在心血管疾病治疗的临床应用都将具有重要意义。
英文主题词Mechanical stimulation; Endoderm-derived developmental signals; Amniotic epithelial cells; Transdifferentiation; Cardiomyocyte