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先天性心脏病患者心脏祖细胞的特性与功能

2011-01-28 17:21 R. Mishra, K. Vijaya Circulation, 2011 阅读 0
核心摘要: 本研究评估了不同年龄先天性心脏病患者右心房中心脏祖细胞的特性与功能。结果显示,新生儿期c-kit+心脏祖细胞数量最多,增殖和分化能力最强,并随年龄增长而下降。通过心球体方法,所有患者均成功分离出功能性心脏祖细胞,这些细胞在体外可分化为多种心血管细胞,并在心肌梗死模型中促进心肌再生和功能改善,为先天性心脏修复提供了潜在细胞来源。

先天性心脏病(CHD)是新生儿最常见的先天畸形之一,其病理机制涉及心脏发育过程中祖细胞的异常。心脏祖细胞(CPCs)是一类具有自我更新和多向分化潜能的干细胞,在心脏发育和损伤修复中发挥关键作用。然而,CHD患者心脏祖细胞的特性及其功能尚不完全清楚。近期一项发表于《Circulation》的研究系统评估了不同年龄段CHD患者右心房中心脏祖细胞的分布、增殖和分化能力,并探讨了其用于心脏修复的潜力。

研究背景:人类心脏祖细胞(hCPCs)已被证实可促进成体缺血心肌的再生,但其在非缺血性先天性心脏病患儿中的再生能力尚待探索。本研究旨在评估不同年龄CHD患者(新生儿、婴儿和儿童)右心房组织中hCPCs的丰度、增殖和分化能力,并尝试通过心球体方法分离和扩增这些细胞。

方法与结果:研究纳入103例CHD患者,分为三组:新生儿(<30天)、婴儿(1个月至2岁)和儿童(>2至13岁)。在常规先天性心脏手术中获取右心房标本。结果显示,新生儿组c-kit+ hCPCs的数量是儿童组(>2岁)的3倍以上。hCPCs的增殖能力在新生儿期最高,表现为c-kit+ Ki67+ 共表达阳性率最高,并随年龄增长而下降。分化能力方面,新生儿右心房中c-kit+、NKX2-5+、NOTCH1+和NUMB+ 的表达水平最高,提示其分化潜能最强。尽管hCPCs随年龄减少,但通过心球体方法,所有患者(n=103)均成功分离并扩增了右心房来源的心脏祖细胞。完整的心球体包含多种心脏来源的细胞亚群,包括表达c-kit+、Islet-1的心脏祖细胞和支持细胞。其中,新生儿和婴儿右心房来源的心球体衍生细胞(hCDCs)中c-kit+ 细胞比例最高。体外分化实验证实,hCDCs可分化为多种心血管细胞谱系。将hCDCs移植到梗死心肌中,与心脏成纤维细胞相比,能显著促进心肌再生和功能改善。

结论:内源性hCPCs在新生儿期最为丰富,随后迅速减少。无论年龄或诊断如何,均可从年轻患者心肌样本中可重复地分离和扩增hCDCs。hCPCs具有功能活性,并有望用于先天性心脏修复。

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