心力衰竭的干细胞

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在发达国家，心力衰竭是发病率和死亡率的主要原因。心肌细胞大量丢失的心脏损伤通常导致心脏病理重塑的共同最终途径，包括纤维化，以及心力衰竭的发展和进展。慢性心力衰竭的治疗通常依赖于针对和限制心脏缺血、额外组织损伤、病理性心脏重塑或血流动力学损害和心脏非同步化的策略。此外，在衰竭的心脏中，了解司机病理重塑而不是心肌修复和再生的途径仍然具有挑战性。然而，干细胞的鉴定为细胞再生医学的发展开辟了新的前景[1］.实际上，心脏可能含有一群居民或循环衍生的干细胞，但在损伤后，这些内源细胞没有足够的再生，以完全修复损坏的心肌[2］.为了克服这种功能不全，已经用外源干细胞或其后代提出了治疗，这可能会降低受损心脏的病理过程，并改善小鼠和人类的心脏组织再生。尽管通过细胞移植治疗受损的心肌协调一致的努力，但仍然是争论干细胞或干细胞后代的递送，主要是新的心脏组织形成，以激活内源性修复机制，或调制炎症过程[3.］.更重要的是，以干细胞为基础的治疗已经导致心脏功能的改善，这一研究方向的发展代表了现代心血管研究的新前沿。在本期《干细胞国际》特刊中，我们汇集了一系列涉及这一研究前沿的原稿和综述文章。这些文章描述了获取用于心脏修复或再生的细胞的各种新策略，并讨论了目前的努力、可用的工具和干细胞为基础的治疗的新方法。

多能干细胞是治疗心脏衰竭的一种潜在来源[4];然而，这种疗法有一些严重的局限性，从人类的伦理问题到“纯化”胚胎干细胞来源的心肌细胞(ESC-CMs)培养中的异质性程度。在心脏注射后，以前的研究表明，ESC-CMs形成的移植物可能介导梗死后整体和局部心肌收缩功能的长期恢复。在本期中，K. R. Boheler等人[5]专门解决了发育状态的问题，并显示出未成熟的耐缺氧ESC-CMS可以分离在体外．作者表明，使用不成熟的增殖CMS似乎没有形成肿瘤在活的有机体内可作为先天性耐缺氧CMs的来源，对缺血性心脏病的治疗有用。这种方法将来可能成为治疗人类心脏病状态和伤害的可行战略;然而，仍有一些障碍需要解决，包括潜在的免疫反应，安全性，以及大型动物模型心脏功能的持久改善。

在另一篇论文中，S. Schmitteckert等人[6]提出了转录因子Lbx1作为分化ESC-CMs的新标记。Lbx1在肢芽肌肉祖细胞迁移中发挥作用，决定神经元分化过程[7，8］.由于LBX1在很大程度上在差异化ESC-CMS时表达，LBX1可能代表一种用于识别适当细胞源的新型工具，以诱导受伤心脏中的修复过程。此外，该发现可以提供LBX1靶基因的模型系统和由LBX1灭活引起的早期心力衰竭涉及的信号传导途径。

S. Liebau等人提出了一种基于干细胞的治疗的全新视角[9］.在这篇文章中，作者集中讨论了钙激活钾通道(SKCas)作为干细胞分化的重要诱导因子。SKCas参与了心脏起搏器细胞从ESCs的发育和神经干细胞的形态塑造[10，11］.SKCAS也是细胞骨架重排的重要调节剂[12］.以前，这些作者表明，增加的SKCAS通道活性导致多能细胞的强烈和快速分化，然后是源自衍生自ESC和IPS细胞的心脏起搏器样细胞的表型，然后对心脏谱系进行强烈而快速分化。13］.在这里，本小组报道了一个小鼠ESC系以强力霉素依赖的方式过表达SKCas通道亚型4的成功产生和特性。在心脏和起搏器样细胞中SKCas4过表达增加，表明SKCas4是一种独特的工具，可以描述多能细胞向心脏表型分化的特征。SKCas通道介导的干细胞分化也可能适用于人类系统。

尽管已经做出了大量的努力来开发干细胞再生受伤心脏的治疗策略[3.，越来越多的证据表明，干细胞以旁分泌的方式调节炎症过程，比直接通过心脏组织再生[14］.最近的研究结果也表明，心脏疾病的干细胞治疗效果不佳是受影响心脏组织非生理微环境的结果[14，15］.特别是，炎症心肌似乎抑制了移植干细胞的再生能力，同时促进了促纤维化过程。越来越多的证据表明，受影响心脏的特定信号环境是心肌干细胞命运和功能的关键决定因素[16］.因此，在成功的干细胞的心脏病疗法中，必须考虑与患者特异性干细胞的心肌微环境的偶联调节。因此，我们的特殊问题提供了对基础科学和临床试验的心脏再生的不同来源的全面比较。此外，讨论了在重新处理过程中涉及的潜在机制[17，18］.最后，A. Kleger等人[19综述了溶血磷脂对心血管发育的差异和影响，这是该领域的一种新方法，可能与生态位环境有关。

在一起，在这种特殊问题的干细胞国际问题中汇编了文章，讨论了干细胞疗法的当前状态。作者解决了干细胞研究的实验和临床方面，旨在改善失败的心脏中的重新处理。三个研究制品具体提供了设计用于选择特定类型的干细胞或诱导多能细胞分化为心脏谱系的表型的新颖信息。审查还提供了广泛的努力，旨在了解干细胞在“利基”环境中的响应或对特定分子的响应。我们希望这个问题对基础研究人员来说有帮助和有趣，以及对旨在解决再生医学中相关心脏病问题的实验或表演实验的临床医生。

Gabriela Kania.
肯尼斯·r·Boheler
Ulf Landmesser
Wojciech Wojakowski

参考文献

1. P. Anversa, J. Kajstura和A. Leri，“如果我能阻止一颗心破碎，”循环，卷。115，没有。7，pp。829-832，2007。查看在：出版商网站|谷歌学术搜索
2. C. E. Murry，M.H.苏丹，H. Reinecke等，“血吞噬干细胞不会转化为心肌梗塞中的心脏肌细胞，”自然，第428卷，第2期。第2页，第2 - 3页，2004。查看在：出版商网站|谷歌学术搜索
3. M.A.Laflamme和C. E. Murry，“再生心脏”自然生物技术，第23卷，第2期。7，页845-856,2005。查看在：出版商网站|谷歌学术搜索
4. K. R. Boheler，“人类胚胎和诱导性多能干细胞的多能性，用于心脏和血管再生，”血栓和止血法，第104卷，第104号1，页23-29,2010。查看在：出版商网站|谷歌学术搜索
5. K. R. Boheler, R. N. Joodi, H. Qiao等，“胚胎干细胞来源的心肌细胞异质性和未成熟和承诺细胞的分离用于心脏重塑和再生，”干细胞国际，卷。2011年，2011年10页，2011年10页。查看在：出版商网站|谷歌学术搜索
6. S. Schmitteckert，C.Ziegler，L. Kartes和A. Rolletschek，“小鼠胚胎干细胞衍生的表型中的转录因子LBX1表达”，干细胞国际， 2011年第1期，文章编号130970,7页，2011年。查看在：出版商网站|谷歌学术搜索
7. H. Brohmann, K. Jagla, C. Birchmeier，“Lbx1在肌肉前体细胞迁移中的作用”，发展，卷。127，没有。2，pp。437-445,2000。查看在：谷歌学术搜索
8. S. Watanabe, S. Kondo, M. Hayasaka, K. Hanaoka，“小鼠骨骼肌卫星细胞中含有同源结构域的转录因子Lbx1的功能分析”，细胞科学杂志，卷。120，不。23，pp。4178-4187，2007。查看在：出版商网站|谷歌学术搜索
9. S. Liebau, M. Tischendorf, D. Ansorge等，“钙激活钾通道4的诱导表达系统，以研究对胚胎干细胞的不同影响，”干细胞国际文章编号456815,12页，2011。查看在：出版商网站|谷歌学术搜索
10. S. Liebau, B. Vaida, C. Proepper等，“神经祖细胞中细胞投射的形成依赖于SK3通道的活性，”神经化学杂志，卷。101，没有。5，pp。1338-1350,2007。查看在：出版商网站|谷歌学术搜索
11. S. Liebau, J. Steinestel, L. Linta等，“SK3通道/nWASP/Abi-1复合物参与早期神经发生，”《公共科学图书馆•综合》，第6卷，第2期3、文章编号e18148, 2011。查看在：出版商网站|谷歌学术搜索
12. S. J. Kattman, E. D. Adler，和G. M. Keller，“胚胎干细胞分化和胚胎发育过程中多潜能心血管祖细胞的规范”，心血管医学趋势，卷。17，不。7，pp。240-246,2007。查看在：出版商网站|谷歌学术搜索
13. A. Kleger, T. Seufferlein, D. Malan等，“钙激活钾通道的调节诱导多能干细胞的心脏发生和起博器样细胞的富集，”循环第122卷18，页1823-1836,2010。查看在：出版商网站|谷歌学术搜索
14. J.Endo，M. Sano，J.fujita等，“骨髓衍生的细胞涉及响应压力过载的心脏肥大的发病机制，”循环，第116卷，第116期10，页1176-1184,2007。查看在：出版商网站|谷歌学术搜索
15. M. Bujak和N. G. Frangogiannis，“TGF的作用 -β心肌梗死和心脏重塑的信号传导心血管研究第74卷第1期2，页184 - 195,2007。查看在：出版商网站|谷歌学术搜索
16. G. Kania，P. Blyszczuk和U. Eriksson，“炎症心脏病中的心肌纤维化机制”心血管医学趋势第19卷第2期8，第247-252页，2009。查看在：出版商网站|谷歌学术搜索
17. “干细胞在心脏修复中的应用:现状、机制和新策略”，《中国心脏学会期刊》，干细胞国际文章编号310928,8页，2011。查看在：出版商网站|谷歌学术搜索
18. O. M. Villet, A. Siltanen, T. Pätilä等，“病变心肌细胞移植治疗的进展”，干细胞国际， 2011年第1期，文章编号679171,8页，2011年。查看在：出版商网站|谷歌学术搜索
19. A. Kleger, S. Liebau, Q. Lin, G. von Wichert和T. Seufferlein，“生物活性脂类对心血管发育的影响”，干细胞国际，卷。2011年，2011年13页第916180款，2011年。查看在：出版商网站|谷歌学术搜索

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