文摘
发现从不同器官分离干细胞能够分化成成熟的跳动的心肌细胞中培育出了相当大的兴趣发展细胞再生疗法来治疗心脏疾病与可行的心肌的损失。临床研究评估潜在的干细胞(从心脏、血液、骨髓、骨骼肌、脂肪)再生心肌,改善其功能状态表示,尽管出现普遍安全的方法,其总体疗效仍温和。这些研究提出的几个问题尤其是注射细胞的性质和数量,以及他们的路线和时间管理,引用只有几个。除了心脏前体细胞的直接管理,一个独特的心脏再生方法可以根据心脏的刺激的自然再生的能力,使用药物的方法。的确,分化和/或心脏前体细胞的增殖是由各种内源性介质、生长因子和细胞因子等,因此被用作药物促进再生。为了说明这样的方法,我们现在最近的结果表明,外生管理利钠肽BNP触发“内源性”心脏再生,实验性心肌梗死。
1。介绍
心血管疾病(心血管病)占全球总死亡人数的30%,在2008年代表1730万人死亡(317年世界卫生组织,简报数量),其中1350万(80%)与冠状动脉心脏病(冠心病)的后果。这一数字预计将稳步上升,在2030年估计有2330万人死亡。这“流行病”涉及的确定原因的久坐不动的生活风格,不健康的饮食,以及烟草的使用和/或饮酒(1,2]。所有支持的出现肥胖、糖尿病和/或高血压冠心病的危险因素。
许多有效的治疗心血管病的治疗已经发展在过去的30年里,包括各种闭塞的冠状动脉血管再灌注策略、抗血小板和抗凝剂预防/治疗冠状动脉血栓形成,乙型阻断药物,或血管紧张素转换酶抑制剂,只有少数(3]。然而,尽管风险因素的识别和改善治疗,与冠心病相关的发病率和死亡率仍高得令人无法接受。主要原因是冠心病引起的损失一个给定数量的收缩心肌,在心脏的机能活动不可避免的后果。事实上,哺乳动物的心脏一直被认为是postmitotic器官没有再生能力(4),这与某些低形成鲜明对比的是脊椎动物(斑马鱼,亚种),一个心脏再生率高。各种治疗方法旨在延缓心力衰竭的发生或限制心血管病的后果,没有能力来取代受损的心脏细胞,尤其是坏死和/或凋亡心肌细胞(5),因此不能正确“治愈”受伤的心。这一观点已开始发生巨大的变化,发现成人心脏损伤后再生,显示了一些能力,因此,操纵这种再生能力可能有治疗潜力。这些新兴概念简明综述了会到这里。
2。再生能力的成年哺乳动物的心脏
在过去的十年中,密集的在心血管领域的研究允许更精确的理解管理心肌细胞分化和增殖的细胞和分子机制在生理期间增长、老龄化、和病理生理条件。观察是一个里程碑,证明心脏再生代表一个生理过程发生在正常条件下老化(6]。尽管新成立的心肌细胞的比例目前争论,这一事实生成新的心肌细胞在人类心脏生理老化和心脏损伤后现在也承认6- - - - - -8]。不同的机制已确定的新创代的心肌细胞在成年人的心脏。这些机制,下面详细,包括现有成熟的心肌细胞的增殖有或没有去分化,内源性前体细胞的分化,和外生浸润细胞的分化(审查[9])。
2.1。成熟的心肌细胞增殖
虽然在哺乳动物心肌细胞增殖能力展示在胎儿发育过程中,它被普遍承认,出生后,心肌细胞不能进入细胞周期,当DNA复制发生没有胞质分裂或有丝分裂10]。Sadek实验室这种假设第一次挑战,谁表明,老鼠心肌细胞能够增殖后出生时心脏局部手术切除(11]。在这只老鼠模型中,心肌细胞增殖导致切除组织的替代和纤维化的抑制作用。尽管这种明显的再生过程中,小鼠心肌细胞增殖的能力,失去了经过7天的年龄。心肌细胞增殖能力的进一步证据来自李实验室最近提出,既存的心肌细胞代表新成立的心肌细胞在衰老的主要来源,以及心肌梗塞(MI)后12]。然而,尽管终身发生心肌细胞增殖,这个过程是很少在鼠标的心生活的第一个月(13]。
心肌细胞能够增殖的机制并不完善。之前在斑马鱼心脏,成熟的心肌细胞去分化增殖(14]。在这去分化,心肌细胞减少肌节结构(他们变得越来越圆)和reexpress阿尔法骨架肌动蛋白(α平方公里列阵)蛋白质以及心脏祖细胞标记,如Nkx2.5和c - kit。他们表达下调的表达典型的成熟的心肌细胞的标记,如肌钙蛋白I和α肌球蛋白重链(αmhc)。他们的新结构和表型方便再入进入细胞周期。这个过程也被观察到在体外在心肌细胞从老鼠的心脏分离15]。然而,这个过程是否发生在活的有机体内在哺乳动物的心是有争议的。肉瘤心肌细胞已发现在梗塞的羊的心的心或压强和体积重载兔心(16,17]。在人类心中特发性扩张型心肌病后,梗死心肌细胞肉瘤或房颤也发现(18,19]。这些细胞的存在已被证明是依赖至少部分由制瘤素M [20.]。然而直到现在发表的结果没有证明之间的直接联系心肌细胞去分化和增殖。换句话说,结果证明肉瘤心肌细胞增殖在活的有机体内是缺乏。
然而,刺激心肌细胞增殖的出现作为一种新的治疗策略来增加心脏再生尤其是病理生理条件。几个因素已确定能够诱导心肌细胞进入细胞周期:Neuregulin 1及其ERBB2受体(21- - - - - -24],Periostin [25),纤维母细胞生长因子- 1 (26,27),或基质细胞衍生因子1α(28]。microrna的使用也研究和证明了hsa - mir - 590和hsa - mir - 199 a能够刺激心肌细胞增殖(29日]。Sadek实验室发表的有趣的是,新的研究结果表明,缺氧是一个至关重要的因素能够刺激心肌细胞增殖(30.]。作者发现在成年老鼠心脏小人口增殖心肌细胞表达Hif-1α并且能够产生新的心肌细胞(每年-1% - 0.3的速度)在生理老化。因此,这些结果可以解释为什么在新生儿心中(相对比成人心脏缺氧)心肌细胞增殖。因此,产后氧环境已被证明导致DNA损伤反应(31日),表现为心肌细胞增殖的主要监管机构。然而,p21监管等其他基因或转录因子Meis1 [32,33)或心中的机械负荷(34)也可能导致心肌细胞增殖的被捕在产后的心。
2.2。内源性前体细胞的分化
心脏前体细胞(年度"特别关注国"),它有能力分化成成熟的功能性心肌细胞,存在于心脏本身。这些细胞的特征仍然是一个艰巨的任务,由于缺乏定义,非常具体的标志。因此需要几个标记来识别心血管协会祖和心脏前体细胞(35,36)(图1)。早期心原性的前体细胞来源于中胚层和被确定为表达c - kit蛋白(37- - - - - -39](细胞细胞因子受体最初发现造血祖细胞的表面),血管内皮生长因子(VEGF)受体2蛋白质(Flk-1) [40,核转录因子islet-1 [35,41,42]。这些相对未分化细胞产生多功能心血管祖细胞表达的核转录因子Nkx2.5 [43,44)一起islet-1、Flk-1和c - kit蛋白。这些祖细胞分化成血管前体细胞CD34和CD31表达内皮标记或心脏前体细胞表达尤其是Nkx2.5 GATA-4, Mef2c,干细胞antigen-1(本来)蛋白质42,45- - - - - -47]。传导系统的年度"特别关注国"可以分化成细胞,平滑肌细胞,进入cardiomyoblasts表达Hopx [48]。Hopx+细胞只给上升到心脏细胞(未成熟和成熟的心肌细胞)。
内生的参与年度"特别关注国"心脏再生在生理条件下是有争议的8,12]。在病理条件下,现在年度"特别关注国"能够分化成心肌细胞激活时不同的刺激,如FGF-2、胸腺素β4、前列腺素E2、人类干细胞因子,或基质细胞衍生因子1 (SDF1) [8,49- - - - - -53]。然而,这样的介入似乎是有限的,和同事报告说,共产党的Hsueh分化成心肌细胞开始在MI后第七天但饱和10天(51]。有趣的是,在衰老的心,年度"特别关注国"都是静止的,因为缺乏刺激,而是他们可以重新激活干细胞因子(39]。这表明,即使在老的心,激活内源性年度"特别关注国"可以作为增加心肌再生治疗的方法。
年度"特别关注国"的“直接”激活与几个因素,年度"特别关注国"的微环境也可以修改增加力量参与心脏再生。因此,他们的迁移能力依赖于SDF1受损心肌及其分泌的CXCR 4受体(年度"特别关注国"表达的)可以调制(54]。王的诱导SDF1的心肌细胞的过度表达,导致增加动员年度"特别关注国" (55]。SDF1也已被证明能够激活内源性cardioblasts在成人心脏心肌梗死(53]。
2.3。从Extracardiac浸润细胞起源的角色
尽管浸润细胞的作用还没有定义,抑制炎症的某些方面是有害的心肌梗死后心脏修复(56- - - - - -58),指向一些浸润细胞再生过程的作用。在这方面,证据积累,单核细胞/巨噬细胞是关键球员在这个场景中(57),一个概念尤其是MI后小鼠的死亡率增加支持的瞬态巨噬细胞耗竭(58]。两种不同子集的单核细胞起源于骨髓,用不同,然而互补功能,在心肌梗死后心脏:动员/子集浸润心脏心肌梗死后1 - 3天,展品吞噬,蛋白水解,和炎症功能,代表75%的单核细胞在梗塞的心在这个阶段(值得注意的是,单核细胞来自脾也被发现在MI网站(59]);的/子集殖民心脏从第四天到第七天,而且产生的炎症介质,但少表达血管内皮生长因子(VEGF)、促进血管生成(56]。
因此是否现在这些细胞的旁分泌作用明显(审查[60]),分化成成熟的心肌细胞的能力仍然是有争议的。事实上,分化成心肌细胞的细胞从骨髓分离(bmc)或血液(第一次证明了61年- - - - - -65年),然后挑战,建议这些细胞可能而与原生细胞融合而不是区分(64年,66年,67年]。最后,现在,一些报告表明,两个过程,实际的分化和融合,共存68年,69年]。例如,这是证明人类CD14传播+单核细胞浸润,心肌梗塞(70年)和最近造血细胞与心肌细胞能够“保险丝”和/或“transdifferentiate”转化为心肌细胞。无论循环细胞的命运的心,已确定由这些细胞分泌的众多因素,如血管内皮生长因子(VEGF)、胰岛素生长因子(igf - 1)、生长激素(GH),或肝细胞生长因子(HGF)。这些因素促进血管生成和血管硬化,但也可以刺激内源性CPC(增殖和分化71年]。
3所示。在心肌再生治疗问题
3.1。心脏细胞疗法
这个想法导致受损的心脏细胞治疗的发展是取代大量的心肌细胞,心脏受伤后死亡。因此,细胞疗法,包括在注入“心肌细胞前体细胞”从各种来源受伤的心,被评价为第一个选项在这部小说治疗模式。
三个类别的干细胞可以使用:胚胎,成人,诱导多能干细胞(万能)。提到这是很重要的,主要原因是伦理问题,迄今为止,只有一个执行临床试验使用心脏祖细胞来自人类胚胎细胞(为)72年]。然而,这些细胞的使用是有前途的,因为他们再生非人灵长类动物的心(73年]。以同样的方式,则74年)尚未在患者进行测试。此外,讨论关于开放的使用从脐带间质干细胞75年]。
因此几乎所有的临床试验与成体干细胞(图进行2)。选择类型的成人前体细胞注射必须基于三个主要标准。(1)他们应该很容易孤立从病人(“自体的细胞”)或健康献血者(“同种异体细胞”)。(2)他们应该在大量可扩展的(> 100在骨髓细胞的情况下),这意味着这些细胞应该保持未分化状态在体外,允许高增殖能力。(3)他们应该有能力分化成成熟的心肌细胞。
有两种类型的细胞满足这些标准在临床试验:细胞与骨髓、血液、骨骼肌肉,或脂肪,称为“外生”前体细胞,和细胞分离从心脏本身(从心房活检)称为“内源性”前体细胞。
3.1.1。“外生”的前体细胞
最简单的前体细胞分离得到从血液或骨髓(bmc)。因此,绝大多数临床试验进行到目前为止使用的bmc,要么没有,要么排序根据一些未分化的bmc (CD133的标志+或CD34+丰富的bmc)。间充质干细胞(msc),通过特定的文化处理的bmc,确实也被频繁使用,通常是作为“最有效的细胞”,它可以被注入(76年]。
获得的结果用BMC注射(通常是通过一个内或经皮注射transendocardial)一般令人失望,总结近年来广泛的评论(76年,77年]。13个随机试验的荟萃分析无序BMC注射对急性心肌梗死患者认为BMC并没有阻止重构过程(78年]。REPAIR-AMI试验,这是一个多中心双盲试验的冠脉内注射bmc急性心肌梗死后,增加了5.5%的MI患者的左心室射血分数在6个月(79年]。然而,18个月细胞注射后,发现无显著差异,左心室射血分数在细胞之间和安慰剂注射病人纳入REPAIR-AMI审判。同样,BMC注射后患者st段抬高心肌梗死(提高审判)导致左心室射血分数的6%增加细胞注射后6个月),但只有2.8%在18个月()[80年]。最近一个荟萃分析使用个人数据的患者参与12个随机试验得出结论,冠脉内注射骨髓细胞MI后为病人提供任何好处(81年]。
然而,关于CD133+丰富的bmc和msc、急性心肌梗死后的管理是导致温和改善的患者心脏参数相比,控制在某些情况下,一个小的减少绝对疤痕大小(82年- - - - - -84年]。此外,病人注射CD31的比例更大+细胞在他们的bmc,演示了一个缩小梗塞面积更大的患者比注射CD31的比例较小+(85年]。这清楚地表明,细胞注射的性质对治疗的结果是至关重要的。
bmc以外的细胞已经被用在一些临床试验。在魔法试验中,接受冠状动脉搭桥手术的患者先前的MI和严重的左心室功能障碍是注射骨胳肌母细胞从肌肉活组织检查(培养)在心肌疤痕。成肌细胞转移没有改善LV功能相比,控制病人和与术后早期心律失常(86年]。最后,最近的两项临床研究用脂肪tissue-derived再生细胞(自抗扰控制器,从抽脂吸入物分离),用于急性心肌梗死患者(87年)或严重的慢性缺血性心肌病(88年]。这些研究结果令人鼓舞,自抗扰控制器是降低50%心肌瘢痕形成的mi和保存在缺血性心肌病患者心室功能。还需要更多的研究来证实这些初步结果。
3.1.2。“内源性”前体细胞
在心脏前体细胞确实存在,但他们的身份已经困难重重,缺乏高度的特定标记。细胞表达c - kit孤立于心,诱导增殖在体外和注入到患者心脏前体细胞从“自体心脏来源。“第一个临床试验与自体年度"特别关注国"使用c - kit+心房细胞活检(西皮奥研究)或从cardiospheres(自组装多细胞集群包含各种祖细胞)从右心室组织(墨丘利的研究)。细胞被注入少量的冠状循环缺血性心肌病患者或急性MI (89年,90年]。这些试验表明年度"特别关注国"的安全管理程序。获得的初步结果,6个月后注入,减少心肌疤痕质量报道,尽管心脏功能的改善只是报道西皮奥试验(但担心科学诚信的研究最近提高了(91年])。在1年随访,墨丘利的研究证实了早期的发现,显示减少疤痕的大小,增加了可行的心肌,改善心肌梗塞区域的函数(92年]。
3.1.3。自体或同种异体细胞?
使用注射细胞(即“自体”。,cells isolated from the patient itself and reinjected) was first recommended to avoid the immunological problems of rejection. However, their use is limited by the fact that they are not immediately available in high number and that their isolation could be difficult in critically affected patients. Furthermore, their immunogenicity is higher than expected. Indeed, their isolation and reinjection, their long-term culture in several culture media (for the mesenchymal stem cells isolated from the bone marrow, see review [93年),他们的基因改造或表观遗传重编程(万能[94年,95年)可以增加细胞表面的表达主要组织相容性复合体(MHC在动物或人类HLA I或II类抗原。这些“自体”细胞可能会因此拒绝后回注,这可以解释为什么在人类心脏注射bmc的长期生存是非常低:只有2 - 5%的注射自体的bmc心中仍存在几个小时后管理(96年),而在这些幸存的细胞,只有少数真正成为正确完整的心肌细胞。因此,注射细胞的数量最终会融入组织不足以改善心脏功能。这些结果强调的“旁分泌”活动注入细胞明显刺激“内源性”心肌细胞,促进其增殖和分化,或其他刺激修复机制,如血管生成(97年,98年]。
因此,如果注入的细胞能存活足够长的时间来分泌因子能刺激心脏的“内源性”能力再生,同种异体细胞疗法也可以被认为是一个有效的选择引起心脏再生。因此,注射同种异体msc在梗塞的老鼠心脏(99年,One hundred.,狗的心101年),或猪心102年)是安全的和改善心脏功能以及注射自体msc。有趣的是,人类cardioblasts来自同种异体msc分化的移植到患者心肌病发展和展示积极的治疗效应超过2年(103年]。这也适用于cardiosphere-derived细胞(疾控中心)。的确,“同种异体”疾控中心注入病人的效率在全明星公司正在评估心肌梗死后试验,将比通过注入“自体”疾病预防控制中心(评估在墨丘利的试验90年,104年])。临床结果在老鼠和猪建议注射同种异体疾控中心是安全的,没有诱导免疫反应,行动比注射自体CDC(通过相同的机制105年]。
注入同种异体细胞提供了几个优势:这些细胞可以从“健康”孤立的捐赠者,大量储存在“生物银行”,从而立即在大量患者。然而,这些细胞的免疫原性仍然是一个主要障碍在再生医学使用。事实上,如果人类的前体细胞(尤其是msc)和人类胚胎干细胞表达既定的HLA蛋白在低水平,当刺激干扰素γ或纤维母细胞生长因子2 (FGF-2),细胞HLA蛋白表达增加,使这些细胞移植能够迅速被拒绝(106年- - - - - -110年]。这就是为什么目前很多研究旨在了解注入宿主免疫反应细胞。这个问题的发展策略限制,例如,宿主免疫反应(免疫抑制药物,耐受性细胞疗法,或也注射单克隆抗体中和宿主的免疫细胞)。注射细胞的免疫原性也可以通过调节注射部位出现的被修改或细胞的方式交付(一些生物材料可以逃避宿主免疫反应)(审查[111年,112年])。
3.1.4。重要结论来自细胞疗法
总之,临床试验评估细胞疗法基于“心肌细胞前体细胞”从各种来源并没有像预期的那样成功修复受伤的心。事实上,所有的干细胞用于细胞疗法,如bmc,间充质干细胞和脂肪tissue-derived,显示重要的细胞因子的分泌。注射细胞的这种“旁分泌”活动似乎是负责积极作用在细胞注射后受伤的心。的确,分泌因素刺激“内源性”心肌细胞,从而促进其增殖,分化,或其他修复机制,如血管生成(97年,98年]。因此,细胞注入功能的心肌细胞的分化整合受伤的心似乎只有最低限度有助于心脏再生。
改善公司的收益率/注射细胞的分化和刺激经济增长的内生心肌细胞促进心脏再生打开一个新的治疗模式基于药理学的角度来看。自发分化的事实(尽管在非常低的利率)内源性年度"特别关注国"发生在生活的表明这些细胞功能但需要刺激6,7]。未来再生疗法应充分利用这一特性,提出新的药理战略,以刺激内源性前体细胞的增殖和分化。
3.2。药物疗法,促进细胞再生
3.2.1之上。利基市场的复杂Micorenvironment包含年度"特别关注国"
年度"特别关注国"已被证明更丰富的心房,在心脏的顶点,和心外膜[113年,114年),位于专业microdomains称为利基市场。利基市场还包含分化细胞,如心肌细胞、成纤维细胞,或telocytes,控制年度"特别关注国"的激活状态通过物理交互(通过细胞表面受体和粘附分子notch 1和整合蛋白等)或通过化学、旁分泌活动(如细胞因子和生长因子的分泌)(115年]。
在静止状态,而年度"特别关注国"利基市场中保持未分化和静止,他们成为活化增殖和分化成血管细胞或心肌损伤后心肌细胞,特别是心肌梗死。在这样的条件下,低氧微环境,以及分子发布的心肌细胞死亡,例如,HMGB-1,扮演着关键的角色在年度"特别关注国"的激活(39,116年,117年]。此外,越来越多的证据也表明,浸润炎症细胞内招募梗塞的心促进共产党壁龛内激活通过释放大量的因素,包括生长因子(如FGF-2, VEGF)、前列腺素和细胞因子(例如,il - 10)49,51,71年,76年,118年(参见部分2.3)。
3.2.2。旁分泌激活心肌梗死后的年度"特别关注国":脑利钠肽的作用是什么?
因此,似乎对我们明显的识别一个因素能够增加增殖和分化的“内源性”心脏前体细胞可以是一个发展的关键细胞疗法旨在再生受伤的心。这就是为什么我们感兴趣的是脑利钠肽(BNP)。
法国巴黎是一个心脏激素,属于利钠肽家族的其他成员包括心房利钠肽(ANP)分泌的心脏心房和相关的c型利钠肽(CNP)分泌的大脑,骨骼,和血管内皮细胞。法国巴黎首次发现牛脑但现在证实BNP在体内的主要来源是心脏,特别是心室(119年]。巴黎银行绑定到两个不同的guanylyl酸环化酶受体,表示NPR-A NPR-B,促进细胞内代环磷鸟苷(cGMP) [120年]。cGMP的积累在细胞质中激活蛋白激酶G (PKG)和磷酸二酯酶2,3,5,引起下游信号(120年]。
3.2.3。法国生物合成和分泌
法国巴黎是32个氨基酸的多肽(32 aa)在人类和猪和45 aa小鼠和大鼠。它是加工前激素原的132 - aa,转译后的修改成108 - aa激素原称为proBNP。后者是由两个转化酶裂解,即corin和/或furin,导致一个不活动的76 -残渣伴片段(中位数水平以上病人)和一个活跃32-aa c端片段(BNP)。血浆BNP和中位数水平以上病人可以在健康的人发现,以及uncleaved proBNP和O-glycosylated proBNP,这都是生物活性(121年]。患者的血浆BNP水平增加各种形式的心脏衰竭,因此作为一个有用的临床生物标志物的诊断和随访心脏功能障碍(122年]。这里重要的是提到最近的研究表明,血浆BNP测定在慢性心力衰竭,而由生物活性形式proBNP和O-glycosylated proBNP [121年,123年,124年]。这些结果提出了有趣的问题,心脏衰竭可能事实上与法国巴黎(生物活性的赤字124年]。
法国主要是由心室心肌细胞分泌过度拉伸,增加透壁的压力,或直接损伤(参见图3 (b)在新生儿的心)。心脏成纤维细胞和内皮细胞也可以分泌BNP, MI后,免疫细胞浸润(包括中性粒细胞、T细胞和巨噬细胞)可能代表另一个法国巴黎(来源125年]。有趣的是,还未成熟的细胞如胚胎干细胞或卫星细胞还能分泌巴黎银行(126年,127年]。
(一)
(b)
(c)
3.2.4。BNP在心脏
而法国在尿钠排泄的规定的影响,利尿、语气和血管都被记录在案,还有一个重要的知识差距关于BNP对心脏本身的适当的行为(119年,128年]。成人,快速释放法国巴黎的心脏可能代表一个重要的补充保护机制在不同的心脏疾病。支持这一假设,据报道,治疗外源性BNP促进心脏功能的恢复和改善保护心脏组织在心肌梗死动物模型。可能的机制包括抑制心肌细胞凋亡,以及减少肥大和纤维化(129年- - - - - -134年]。法国也可以调节心脏损伤的免疫反应,从而避免过度或管制炎症在此设置。几项研究进行在体外表示,法国可以抑制单核细胞趋化作用[135年),耗尽单核细胞的数量,B淋巴细胞,NK细胞在培养人外周血单核细胞(136年),和规范的生产大量的炎性分子由人类巨噬细胞(137年,138年]。在活的有机体内研究使用转基因老鼠,overexpressing法国巴黎报道增加心脏嗜中性粒细胞浸润和MMP-9表达在转基因动物心肌梗死后,指着法国巴黎的一个重要的角色在矩阵重构和伤口愈合的过程在此设置138年]。
一些研究还指出法国巴黎的心脏胚胎发生作用。高水平的法国测量在胚胎心脏midgestation期间,和法国巴黎分泌的高峰与心脏发展的几个重要的步骤(139年,140年]。此外,最近的研究表明,心肌细胞增殖可以通过ANP、BNP(调制在开发过程中141年]。此外,值得注意的是,在人类血浆BNP在出生时高,之后逐渐下降,稳定在10岁成年人中的水平(142年,143年]。综上所述,这些观察结果表明,法国可能发挥重要作用作为管理者发展中胚胎心肌细胞分化和增殖。符合这一假说,据报道,胚胎干细胞表达高水平的法国巴黎银行为他们的增殖和分化是必不可少的126年]。
这些结果提出了这样的可能性,那就是巴黎银行也可能参与成人细胞再生的过程。BNP的角色的确是库恩等人报道的过程中骨骼肌缺血后血管生成(127年]。在这项研究中,法国的分泌血管卫星细胞被激活,以旁分泌的方式,相邻内皮细胞的再生。所以,心脏再生呢?
3.2.5。法国巴黎的心脏再生作用
我们解决法国的作用在心脏再生在我们实验室进行一系列的实验评估年度"特别关注国"和法国之间的关系在体外和在活的有机体内。巴黎银行参与的第一个线索共产党增殖和分化来自我们的数据表明法国巴黎表达的年龄依赖的心。如图3(一个)和已经出版117年),更多的心脏细胞染色阳性BNP与成人相比,老鼠新生儿心:新生儿的心%的心肌细胞是BNP的阳性染色相比成人的心(%的细胞(图)3(一个))。法国巴黎染色是原子核周围局部新生儿和成人心肌细胞(插入图3(一个))。通过免疫印迹分析,几个亚型检测我们的抗体能够识别所有proBNP亚型以及法国的活性形式(c端肽)。高分子量形式(24和17 kDa)对应于糖化proBNP同种型(图3 (c))如前所述144年,145年),而proBNP (12 - 13 kDa)只有在新生儿中发现的心。据此前报道,活跃的法国形式(10 kDa)不是通过免疫印迹分析检测对新生儿和成人的心(121年,144年]。所有proBNP亚型比成人更丰富新生儿心(见量化图3 (c))。
新生儿心脏,法国巴黎mRNA 300倍多比non-myocyte心肌细胞细胞(nmc),暗示的意思是来源BNP在新生儿心脏心肌细胞(图3 (b))。在成年人的心也如此:法国巴黎mRNA表达的nmc代表不到0.05%的信使rna编码BNP发现在成年人的心(数据未显示)。
BNP在心脏的作用迹象进一步增长和/或再生来自我们发现年度"特别关注国"在活的有机体内在新生儿和成人心中表达BNP受体,NPR-A和/或NPR-B [117年]。尽管法国可以分享这些受体与利钠肽家族的其他成员(NPR-A还可以绑定心房利钠肽和NPR-B相关的c型利钠肽)(120年),这些数据强烈支持年度"特别关注国"能够应对法国巴黎。然后我们发现治疗外源性法国巴黎新成立的心肌细胞的数量增加,新生儿和成人unmanipulated增殖年度"特别关注国"的老鼠。我们的下一个发现是,法国巴黎注入小鼠暴露于心肌梗死导致年度"特别关注国",增加心肌细胞表达Nkx2.5,这是与在心肌梗死后心脏重构和改善收缩功能降低(117年]。总体而言,我们的研究结果提供了强有力的证据支持BNP的至关重要的作用在出生后控制年度"特别关注国"的增殖和分化,因此这表明法国的政府可能是一个有用的治疗方法为促进再生的梗塞的心117年]。
此外,我们还观察到,年度"特别关注国"(确定为小层粘连蛋白阳性细胞表达Nkx2.5 (Nkx2.5+细胞)或本来就+/ Nkx2.5+细胞或c - kit+/ Nkx2.5+细胞)染色也为法国积极,这表明年度"特别关注国"还能合成BNP(图4)。年度"特别关注国"因此会分泌法国巴黎以自分泌的方式控制其增殖和分化为心肌细胞。
(一)
(b)
(c)
3.2.6。法国巴黎的行动的机制:研究NPR-A KO和NPR-B不足的老鼠
演示,法国的影响年度"特别关注国"促使我们寻找细胞BNP受体参与这样的行动。众所周知,法国可以绑定到两个受体,即NPR-A NPR-B,因此我们进行了一系列的实验用小鼠缺乏一个或另一个受体(120年]。我们首先注意到的百分比NPR-A KO小鼠在出生时从孟德尔频率低于预期而不是之前的25%(19%),表明NPR-A KO胚胎死在胚胎发生过程中,由其他人已经报道(146年]。此外,高死亡率发生在NPR-A KO幼崽第一天到第十天(在第十天,只有8%的幸存的幼崽NPR-A KO小鼠,而非预期的25%,数字5)。相比之下,NPR-B-deficient幼崽出生在预期孟德尔频率但死在出生后3天内(图5)。这些观察表明法国巴黎受体生物过程至关重要的生存在胚胎发生和早期后出生的生命。这个假设将符合先前报道,法国巴黎银行和法国巴黎银行(BNP受体的角色在胚胎干细胞(ES)细胞,据Abdelalim和Tooyama126年,147年]。这些作者建议NPR-A导致多能性胚胎干细胞的自我更新和维护,而NPR-B是相反,参与他们的扩散126年,147年]。
心脏缺陷的原因可能是NPR-A KO幼崽的过早死亡。的确,15.5天的妊娠,NPR-A KO胚胎显示心脏肥大没有纤维化,以及Cx43表达特异表达蛋白质,这可能影响心脏收缩性(146年]。在成年期,NPR-A KO小鼠一起开发抗盐高血压心脏肥大,这是不成比例的增加,血压,暗示直接NPR-A在抗心肌肥厚的行为(146年,148年- - - - - -150年]。关于NPR-B系统,之前的报告显示受损的软骨内骨化,胃肠道疾病,和缺陷NPR-B-deficient小鼠的生殖器官151年- - - - - -155年),但是没有结果心脏表型。一些信息已经通过使用转基因大鼠表达NPR-B显性负突变,它显示一个进步的,血液pressure-independent心脏肥大,这是进一步提高感应后容量超负荷的充血性心力衰竭(156年]。因此,这些结果支持NPR-B也参与心脏增长的控制。
最近在我们的研究中,我们证明了这两种受体控制心脏前体细胞的命运在体外(117年]。首先,我们证明了年度"特别关注国"存在于新生儿NPR-A KO和NPR-B-deficient老鼠的心。其次,我们表明,法国巴黎刺激中共扩散在体外通过绑定NPR-A(图6)。第三,我们建立了法国巴黎刺激中国共产党通过绑定NPR-B分化成心肌细胞在细胞培养。是否一个缺陷在年度"特别关注国"的增殖和/或分化导致心脏缺陷和过早死亡NPR-A KO和NPR-B-deficient老鼠现在仍有待探索。
3.2.7。法国巴黎银行(BNP在诊所的使用
第一个临床试验与重组体人法国巴黎(Nesiritide)急性心力衰竭患者报道积极的血流动力学和临床效果,导致的常用药物治疗的急性和慢性心脏衰竭。然而,后来的研究提出一些安全Nesiritide担忧,该药物可能更肾功能衰竭和高死亡率的风险,导致显著减少其临床使用(157年,158年]。然而,最近的临床研究报道,低剂量的Nesiritide,尤其是当管理通过皮下路线,引起血流动力学和临床改善不增加肾毒性或死亡的速度,从而重新讨论法国疗法的有效性在心力衰竭患者157年,159年- - - - - -162年]。此外,最近的一项荟萃分析的使用利钠肽(ANP /法国)在急性心肌梗死患者认为这种治疗可能保护左心室功能(163年)和大规模随机临床试验(相信II)最近发起评估心血管效应的低剂量BNP在AMI (164年]。
最后,特别值得注意的一个抑制剂neprilysin非常最近显示出促进慢性心脏衰竭患者的显著的好处,相比,血管紧张素转换酶抑制(PARADIGM-HF试验)165年,166年]。Neprilysin (NEP)是一种肽链内切酶能降解多种因素如钠尿肽(ANP、中国出版集团和法国巴黎银行(BNP),血管紧张素ⅱ、缓激肽、endothelin-1。在心脏,棉结的膜上表达内皮细胞,血管平滑肌细胞,成纤维细胞、心肌细胞和治疗的老鼠或兔子NEP抑制剂增加血液BNP水平(167年,168年]。然而,棉结治疗在动物和人类也显示增加血液的血管紧张素ⅱ水平。这就是为什么新抑制剂使用血管紧张素转换酶(ACE)抑制剂如omapatrilat或与血管紧张素受体阻滞剂,如LCZ696。Omapatrilat已被证明在梗塞的小鼠心脏功能得到提高,减少纤维化和心肌细胞肥大治疗梗塞的老鼠相比,(169年]。然而,在人类,omapatrilat血管性水肿与发展,没有得到美国食品和药物管理局的批准。因此现在关注LCZ696伟大的希望。在梗塞的老鼠,LCZ696治疗减少了心肌纤维化和心肌细胞肥大,从而增加治疗大鼠的射血分数比未经处理的一个(170年]。
病人,LCZ696导致减少死亡和再入院治疗的机制尚未阐明(171年]。然而,增加法国信号出现因此作为一个有意义和有用的策略在心肌梗死患者和/或心力衰竭。虽然很可能系统性血管舒张和尿钠排泄是关键机制的有利影响利钠肽在上述研究中,法国巴黎心脏再生过程的积极作用,强调在我们最近的工作,也可以发挥重要作用,应批判性地解决一个问题在持续的临床和实验研究。
4所示。Conclusion-Future视角
治疗心血管疾病是一个重大的公共卫生挑战。初级预防,包括传统的生活方式修改和治疗心血管疾病的风险因素,结合二级和三级预防耐多药治疗,几十年来一直这样治疗的支柱。近年来,新方法基于受伤的心已经开发的再生,持有的承诺不仅可以缓解,但也直接修复受损的心脏。观察,从不同器官分离干细胞保持能够分化成成熟的成年人跳动的心肌细胞促进了强大动力推出一系列临床试验评估细胞再生疗法的治疗潜在的心脏疾病。教训这些研究表明,尽管这种方法通常出现安全,其功效全球仍有限。注射细胞的性质等因素,他们的数量,他们政府的路线和时间成为关键问题将在以后的研究中需要解决改善这样的功效。此外,它变得明显,心脏再生涉及不同的细胞之间复杂的相互影响心脏和extracardiac子集(血液或骨髓)起源,唯一的政府无法模仿的心脏前体细胞。潜在的策略来规避,至少部分,细胞再生疗法的局限性可以依赖心的自然能力的刺激诱导自己的再生药物的方法。事实上,药物化合物可能的目标不仅细胞前体,而且其他细胞再生和愈合过程,例如,成纤维细胞,内皮细胞,和渗透细胞,如不同的单核细胞的子集。外源性脑利钠肽治疗这样的策略是一个例子,演示实验,其诱发“内源性”心脏再生的能力。 Future studies should endeavor to discover novel molecules able to stimulate such genuine capacity of the heart to regenerate, which would represent an indisputable breakthrough in the fight against cardiovascular diseases.
利益冲突
作者没有任何利益冲突披露本文。
确认
这项工作是由瑞士国家科学基金会的资助(pmpdb - 310030 - _132491)和瑞士心脏病基金会。