科学家发现冠状动脉新起源—论文—科学网

 
作者:周斌等 来源:《科学》 发布时间:2014-7-4 13:11:11
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科学家发现冠状动脉新起源



 

今天,国际著名学术期刊《科学》在线发表了中国科学院上海生命科学研究院营养科学研究所周斌研究组关于冠状动脉起源的最新研究成果。该研究首次利用遗传谱系示踪技术揭示了冠状动脉血管的新起源——心内膜。这一重大发现为临床心肌梗死血管再生治疗和体外人工心脏血管生成研究奠定了理论基础。

Science杂志的编委和评审专家高度评价此项工作的开创性意义,他们认为这项研究工作是心血管领域的一项重大突破,对发育和再生领域的其他研究工作具有指导意义。杂志将这一研究成果作为亮点文章进行了专题评论。美国哈佛大学著名发育学家Burns教授评价:该研究是目前在寻找冠状动脉起源中的突破性研究成果,并指出研究为降低心梗后心衰引起的发病率和死亡率的再生医学研究带来了新的希望。Science杂志的编辑Purnell博士认为:此项研究发现出生后心脏生成新的冠状动脉血管的能力,有助于心血管再生治疗的研究。

冠心病引起的心肌梗死是全世界因疾病死亡的首要原因。冠状动脉是如何发育的,这是一个对于人类健康和疾病具有重要意义的基础生物学问题,将为先天性心脏病和成年心血管疾病再生医学治疗提供重要信息。关于冠状动脉的起源,以往的研究大多集中在妊娠中期,即冠状动脉血管在心脏上最初形成的时期,普遍认为出生后的冠状动脉血管就是来源于这些胚胎期已经形成的冠状动脉血管,但这种假设并没有严格地论证过。

胚胎期冠状动脉血管最初形成血管丛覆盖在心脏外表面。心肌组织由致密心肌层和心肌小梁两部分组成。外侧的致密心肌层形成游离心室壁,而内侧的心肌小梁向心室腔内形成指状凸起。致密心肌层中发育形成心肌内冠状动脉血管,而心肌小梁因缺乏心肌内冠状动脉血管,直接与心室腔内的血液进行氧气和营养物质交换。然而,在出生后心脏内侧的心肌小梁经过致密化过程,与外侧致密心肌层融合;心脏内侧新形成的致密心肌层得到了冠状动脉血管丰富的血液供应;但对于出生后新形成的致密心肌层发生血管化的发育过程并不清楚。

据周斌研究员介绍,这项研究工作利用转基因小鼠结合谱系示踪技术,对冠状动脉的起源和发育机制进行了研究。研究发现,心脏中的一部分冠状动脉是在出生后新生成的,而不是由胚胎期已经形成的血管扩增而来的。心室壁外侧的冠状动脉血管来源于胚胎发育早期生成的血管。位于室间隔中的冠状动脉血管是在胚胎发育中期形成的。而心室壁内侧的冠状动脉血管是在出生后新生成的。

“该研究重新定义了冠状动脉的生长方式及血管新生概念。” 周斌等依据冠状动脉血管发育在时间和空间上的差异,首次提出冠状动脉血管的起源可以划分为两个血管群:即位于心室壁外侧的第一冠状动脉血管群,和心脏内部(包括心室壁内侧和室间隔)的第二冠状动脉血管群。定量分析表明第二冠状动脉血管群为心脏的大部分心肌供应血流,对出生后心脏自身的血液供应具有重要意义。

同时,研究还发现来源于两个血管群的冠状动脉血管是通过不同的发育机制形成的,而且在出生后仍然保持在空间上的分隔。第一冠状动脉血管群来源于胚胎心脏最初的冠状动脉血管丛产生的心外膜下祖细胞。心内膜是第二冠状动脉血管群的起源。心内膜不仅仅是内衬于心肌小梁的一层膜,心内膜干/祖细胞可以分化为成纤维细胞、间充质细胞、平滑肌细胞和血管内皮细胞等。心内膜干/祖细胞作为冠状动脉血管内皮细胞库,在心肌小梁融合的过程中发生迁移并分化为血管内皮细胞,是出生后冠状动脉血管迅速增多的有效方式,从而提供充足的血流灌溉为增强泵功能而迅速增厚的心肌层。

专家认为,这种出生后冠状动脉血管快速生长的内源性机制为探索先天性心脏病如心肌致密化不全、先天性冠状动脉瘘等的发病机制、诊断和治疗提供重要线索,也为冠心病引起心肌梗死后冠状动脉血管再生治疗和体外人工心脏血管生成研究奠定理论基础并提供新的研究途径和思路。

该项研究主要由副研究员田雪莹,研究助理胡天远,博士后张辉,博士生何灵娟等在研究组长周斌研究员的指导下完成;同时得到了复旦大学中山医院颜彦教授、军事医学科学院杨晓教授、复旦大学钟涛教授和美国哈佛大学William Pu教授的大力支持。

据悉,该项研究得到了国家科技部、基金委、中科院、中组部、上海市科委等机构的经费支持。 (来源:科学网 黄辛

 
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2014/7/7 10:03:51 julia333cn
现阶段还只是转基因小鼠的结果,推论到人体还有漫长的距离啊!什么时候开始哺乳动物的试验验证呢?密切关注中。
2014/7/5 10:21:00 hanglin11
实验室好大,真令人羡慕
2014/7/4 20:17:33 lostshen
开着灯拍出来的效果也挺好的啊
 
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