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研究揭示人胚胎干細胞來源的心血管前體細胞移植對急性心肌梗死的保護作用

  3月11日,Antioxidants Redox Signaling 在線發表了中國科學院上海營養與健康研究所楊黃恬研究組題為Human Embryonic Stem Cell-Derived Cardiovascular Progenitors Repair Infarcted Hearts through Modulation of Macrophages via Activation of STAT6 的研究論文,揭示了從人類多能干細胞(human pluripotent stem cells, hPSCs)來源的心血管前體細胞對心肌梗死后心肌修復的新機制。

  心肌梗死(心梗)和由此引起的心力衰竭是世界范圍內致病和致死的主要原因。心梗早期階段的炎癥反應,尤其巨噬細胞在促進心肌損傷和修復中起著重要作用。大量研究表明單純抑制炎癥加重心梗后心肌損傷,然而臨床上缺乏針對心梗后炎癥調節心肌修復的有效方法。研究組新近的研究發現,移植hESC-CVPCs可以顯著改善非人靈長類急性心梗后心功能。然而,hESC-CVPCs心梗后心肌修復作用的機制以及對炎癥反應的影響尚不清楚。

  博士研究生王錦希等在研究員楊黃恬指導下,利用小鼠急性心肌梗死模型發現hESC-CVPCs可以改善心臟功能,減少心肌細胞凋亡,增加血管新生,減小瘢痕面積,降低心梗急性期炎癥水平并促進心梗后心臟巨噬細胞向修復型轉變。進一步的機制研究發現hESC-CVPCs對巨噬細胞的極化調控是由其分泌的IL-4和IL-13介導的。同時,通過信號通路篩選,結合體外巨噬細胞與在體STAT6敲除,發現STAT6在hESC-CVPCs細胞上清處理的巨噬細胞以及hESC-CVPCs移植的心梗后心臟巨噬細胞中均被激活,其介導了IL-4和IL-13促進心梗后巨噬細胞向修復型的極化。研究組的工作首次證明了hESC-CVPCs通過旁分泌作用激活巨噬細胞STAT6促進巨噬細胞向修復型極化,從而減少心梗后心肌細胞凋亡,增加血管新生,并改善了心臟功能。這些發現提示通過調節急性心梗心肌巨噬細胞向修復型的極化可以促進梗死后心肌修復。本項工作不僅揭示hESC-CVPCs心功能保護的新機制,并且為心梗后的炎癥調控提供新的潛在靶點和治療手段。

  該項研究得到來自中科院戰略性先導科技專項、國家科技部、國家自然科學基金委等的資助,并得到辛辛那提大學教授王義剛與蘇州大學生物醫學研究院研究員秦樾的幫助。

  論文鏈接 

 

圖:hESC-CVPCs對急性心肌梗死的修復作用。hESC-CVPCs通過旁分泌IL-4與IL-13,激活巨噬細胞STAT6并促進巨噬細胞向修復型極化,從而調節急性心梗后炎癥反應,減少心梗后心肌細胞凋亡,增加血管新生,并改善了心臟功能。

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