Protein & Cell:同济大学朱鸿明/魏珂/刘中民揭示一种心脏祖细胞的异质性及其亚群协助在心... 2024-08-04 06:34:09 心血管疾病是人类健康的主要杀手之一。随着我国经济增长和生活水平提高,心肌梗死的发病率逐年上升。尽管介入治疗、冠脉搭桥手术和药物治疗取得了长足的进步,但仍有大量心梗患者发展为心力衰竭,因此在梗死心肌的修复方面,仍亟待新技术、新策略的研究和应用。心脏内源性的祖细胞(Cardiac Progenitors)是一群源于心肌组织、具有一定分化能力的间质细胞。尽管近年的一些谱系示踪研究发现心脏祖细胞在心肌损伤后并不能直接再生心肌细胞,但是这些祖细胞的旁分泌功能以及成血管细胞分化能力对于梗死心肌的修复依然十分重要。因此,如何提高心脏祖细胞的治疗作用依旧是心肌修复再生领域的研究热点。心肌球来源的细胞(Cardiosphere-derived cells, CDCs)是源自心房或心室组织的间质细胞,因其可悬浮培养形成3D球状细胞团而得名。尽管实验室研究和临床试验均显示CDCs对于梗死心肌具有一定的治疗效果,但是目前CDC的分离培养依旧依赖其自身成球能力,缺乏基于细胞表面标志物的纯化环节,其内部的细胞异质性一直未见报道。解析CDCs的异质性可能揭示细胞成分和功能之间的关系,从而为阐明心脏祖细胞当前的争议提供新颖的见解。近日,同济大学附属东方医院再生医学研究所朱鸿明、魏珂与刘中民教授课题组合作,在 Protein & Cell 期刊上发表了题为:Single-cell transcriptomics of cardiac progenitors reveals functional subpopulations and their cooperative crosstalk in cardiac repair 的研究论文。该研究结合单细胞转录组学、生物信息学以及湿实验验证,揭示了心肌球细胞内部的异质性、鉴定出功能特异性亚群并阐述了亚群间的相互作用,通过小鼠心梗模型证实Sca-1+的CDC是促进心脏损伤修复的主要细胞类群。研究团队通过将CDCs进行聚类分析后得到6个细胞亚群,发现:一个既往报道的干细胞标记物Sca-1(Stem cell antigen-1)的表达可将心肌球细胞区分为两个较大的亚群Sca-1+ CDCs与Sca-1- CDCs(图1:A-D)。通过将Sca-1+ CDCs、Sca-1- CDCs以及内皮细胞进行配体受体相互作用分析,发现了Sca-1+ CDCs主要作为信号的发出者,主要是促血管生成信号作用于Sca-1- CDCs(图1:E-G)。如Sca-1+ CDCs高表达的Vegfa可能以旁分泌的方式作用于Sca-1- CDCs表面受体Flt1(图1:H-I)。进一步对两种亚群细胞的增殖、成管能力等表型进行比较,结合对特异配体和受体的干预研究,明确两亚群细胞的特性与互作方式。图1随后,研究人员分别将Sca-1- CDCs与Sca-1+ CDCs注射进梗死小鼠心肌内,以比较两种细胞在体内的治疗功能的的差异。出乎意料地,仅Sca-1+ CDCs可以显著性地改善心肌梗死导致的受损心脏功能(图2:A-C)。与Sca-1- CDCs相比,在Sca-1+ CDCs中显著性上调的基因中的大多数配体均为已有报道的具有心脏保护作用的分子,例如Grem1、Cxcl12等。因此推测Sca-1+ CDCs可能通过分泌促进血管生成相关因子来促进心脏损伤修复(图2:D-E)。图2综上,本研究结果揭示了一个重要的心脏祖细胞CDCs的细胞异质性,发现了功能特异性CDCs亚群及其互作机制,并证实Sca-1+的CDC是促进心脏损伤修复的主要细胞类群。本研究从细胞异质性的角度探讨影响细胞移植疗效的新因素,或有助于解释当前心脏祖细胞的争议性结果,可能对优化未来的细胞移植策略提供理论依据(图3)。图3本研究的共同第一作者为同济大学医学院博士生高磊和生命科学与技术学院博士生张红杰。同济大学东方医院再生医学研究所的朱鸿明研究员、魏珂教授与刘中民教授为本文的共同通讯作者。论文链接:https://doi.org/10.1007/s13238-020-00788-6E药世界 医药领域产业化报道与挖掘,重点关注基因治疗、细胞治疗、抗体药物等领域39篇原创内容公众号学术观察 最新科研热点、行业资讯55篇原创内容公众号 微信加群 生物世界始终致力于报道生命科学和医学领域最前沿、最重要、最有趣的研究进展,目前全网已有50万+学者关注,月阅读量1000万+。 赞 (0) 相关推荐 Science子刊:源自移植细胞的循环外泌体促进缺血心肌功能恢复 人们正在探究干细胞和祖细胞用于再生医学应用:然而,移植后跟踪细胞并确定治疗效果仍然具有挑战性.来自美国马里兰大学和宾夕法尼亚大学的研究人员最近在Science Translational Medici ... 华中科技大学同济医学院:来自梗死心肌的外泌体miRNA能够动员骨髓祖细胞的转运实现心肌损伤修复 心肌来源的microRNAs在急性心肌梗死后会释放到体循环中,然而这些miRNA如何影响远端其他器官并不清楚.近日,来自华中科技大学同济医学院附属协和医院程敏课题组以及美国阿拉巴马大学伯明翰分校覃刚建 ... 外泌体如何使年老大鼠恢复青春?来看心血管领域大牛Eduardo Marban最新研究报道 心血管疾病随年龄增长而显著增加,造成巨大的经济负担.细胞老化是老化过程的基础,其特征是端粒逐渐缩短.线性染色体末端的这些保护性"帽"缩短到一定程度与心脏功能障碍和肥大.心肌细胞增殖 ... Science子刊:心肌球外泌体miRNA参与小儿扩张型心肌病心肌修复 近日,Science Translational Medicine杂志(影响因子16.264)上的一篇文章报道了心机球细胞及其外泌体在儿童扩张型心肌病(DCM)猪模型中安全性和疗效,并在初步临床试验中 ... Eduardo Marbán:细胞外膜泡中的Y RNA成分通过调节IL-10的表达和分泌发挥心脏保护功能 心肌球来源的细胞(CDCs)通过分泌胞外囊泡(CDC-EV)减少心肌梗塞面积,这些CDC-EV中包括改变巨噬细胞极化的外泌体.来自美国西奈山医学院的Eduardo Marbán教授团队提出假设,CDC ... 【同济科普】突然胸痛别不当回事儿!急诊科“最怕”这两种! 52岁的司机王先生近期时常出现胸闷.胸痛,同时两侧肩膀也有疼痛,大汗淋漓.稍作休息后,症状会慢慢缓解,于是每天继续驾车奔波. 就在三日后,他到同济医院体检时发现,心电图为急性心肌梗死的征象,体检中心医 ... 外泌体首例大动物实验 | 心肌球细胞外泌体在猪急性和慢性心肌梗死模型中的保护作用 你还在为你提的外泌体含量太少.不够小鼠实验.不够大鼠实验而感到困扰吗?美国西奈山医学院的Eduardo Marban研究组已经用外泌体进行了猪模型实验了.来看详细报道吧. 目标: 被称为外泌体的天然分 ... 心肌梗死后,坏死的心肌还能恢复吗?心脏会有哪些变化? 心肌梗死后,坏死的心肌还能恢复吗?心脏会有哪些变化? 华中科技大学同济医学院:局部注射富含miR-21的EVs可以改善心肌梗死预后 缺血性心脏病是全球死亡的主要原因之一.其中,急性心肌梗死(MI)作为一种缺血性心脏病通常会导致很严重的后果.冠状血管的闭塞导致缺氧,导致心肌细胞的显着损失,这通常是不可逆的.目前针对MI的治疗手段包括 ... Circulation:外泌体miRNA进入巨噬细胞保护心肌免受再灌注后损伤 背景:心源性细胞(Cardiosphere-derived cells,CDCs)会通过特异性的巨噬细胞(MΦ)极化从而为急性心肌梗死(MI)提供心脏保护作用.在本研究中,来自希德斯-西奈心脏研究所的 ...