12月4日,Cell Research在線發(fā)表了中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院營養(yǎng)科學(xué)研究所心臟發(fā)育與再生實驗室的研究論文:Genetic lineage tracing identifies in situ Kit-expressing cardiomyocytes。該研究利用譜系示蹤技術(shù)揭示心臟c-Kit+干細(xì)胞在心臟生理穩(wěn)態(tài)和損傷修復(fù)再生中主要形成冠狀動脈內(nèi)皮細(xì)胞,很少貢獻(xiàn)心肌細(xì)胞,這為心臟干細(xì)胞及再生研究提供了理論基礎(chǔ)和新的思路。
近幾年關(guān)于c-Kit+細(xì)胞的研究仍存在很大爭論,Ellison等利用表達(dá)c-KitCre的慢病毒感染Rosa-YFP報告基因小鼠,從而對c-Kit+細(xì)胞進(jìn)行譜系示蹤,發(fā)現(xiàn)心臟損傷后8%的心肌細(xì)胞來源于c-Kit+心肌干細(xì)胞,認(rèn)為c-Kit+細(xì)胞具有在體內(nèi)分化成心肌細(xì)胞的能力。而van Berlo等采用c-Kit MerCreMer和c-Kit Cre小鼠示蹤c-Kit+細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)c-Kit+細(xì)胞無論是在心臟發(fā)育還是出生后心臟損傷和衰老過程中都很少貢獻(xiàn)心肌細(xì)胞。因此,關(guān)于c-Kit+細(xì)胞是否為心臟干細(xì)胞、能否用于心臟再生治療,以及其來源和在組織生理平衡和損傷修復(fù)中的功能都亟需進(jìn)一步的研究和探索。
上海生科院營養(yǎng)所周斌研究組采用新構(gòu)建的c-Kit CreER小鼠與Rosa-RFP報告基因小鼠結(jié)合對c-Kit+細(xì)胞進(jìn)行遺傳譜系示蹤,研究c-Kit+細(xì)胞在成體心臟中的分布以及是否參與心臟的修復(fù)和再生。結(jié)果發(fā)現(xiàn)不論是在心臟的生理穩(wěn)態(tài)還是心臟梗死后,c-Kit+細(xì)胞都極少貢獻(xiàn)心肌細(xì)胞(~0.35%),大部分的c-Kit+細(xì)胞都是血管內(nèi)皮細(xì)胞,這與vanBerlo等的研究結(jié)果相一致。進(jìn)一步的分析發(fā)現(xiàn),損傷前后c-Kit CreER標(biāo)記的心肌細(xì)胞比例沒有明顯的差異,心梗并沒有促進(jìn)c-Kit+細(xì)胞轉(zhuǎn)分化為心肌細(xì)胞,由此推測c-Kit+細(xì)胞并不是心肌干細(xì)胞,極少被c-KitCreER標(biāo)記的心肌細(xì)胞可能是之前表達(dá)c-Kit的心肌細(xì)胞。為了驗證這一假設(shè),研究人員采用即時譜系示蹤的方法,24-48小時誘導(dǎo)c-Kit CreER;Rosa-RFP后發(fā)現(xiàn)存在RFP+的心肌細(xì)胞,c-KitGFP小鼠的部分心肌細(xì)胞表達(dá)GFP也證明了這一假設(shè)。為了更進(jìn)一步證明心肌細(xì)胞里存在KIT蛋白的表達(dá),研究人員分離了小鼠的心肌細(xì)胞并染色,發(fā)現(xiàn)有極少量的心肌細(xì)胞正在表達(dá)KIT。研究得出c-Kit+細(xì)胞并不是心肌細(xì)胞,被c-Kit CreER譜系示蹤到的心肌細(xì)胞是自身表達(dá)c-Kit的心肌細(xì)胞,解釋了極少部分心肌細(xì)胞被c- KitCreER標(biāo)記追蹤的原因。該工作證明了c-Kit+細(xì)胞在心臟生理穩(wěn)態(tài)和損傷修復(fù)中主要貢獻(xiàn)的是冠狀動脈內(nèi)皮細(xì)胞,而不是心肌細(xì)胞。