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心脏干细胞基本性质与应用综述

心脏干细胞具有定向分化心脏细胞的特性且致瘤率低，自体移植后不存在

免疫排斥反应和问题且可冻存，重复多次使用，下面是小编搜集整理的一篇探

究心脏干细胞基本性质与应用的，供大家阅读查看。

1背景

传统学术观点将心脏定义为一种终末分化的“静止”器官，因检测不到进

行有丝分裂的心肌细胞，所以认为心脏在人出生后就无法再生出新的心肌细

胞，心肌组织处于永恒的生长阻滞中。然而也有科学家提出：假如心肌细胞不

能够再生，那么出生后不断生长的心脏，或由疾病造成的心脏质量与体积的增

加就只能够通过单个细胞质量与体积增加(细胞肥大)解释。

但研究表明单细胞的质量、体积变化总和远不能和整体心脏的质量、体积

变化匹配。

事实上，心脏生长的原因不只是心肌肥大，更多是由心肌细胞数量增加造

成的[1].2009年Science报道科学家使用同位素标记方法证明：人类每年心肌

细胞以1%左右的速度进行更新，健康人一生中约45%的心肌细胞来源于后天再

生[2].因此，虽然心肌细胞极少有丝分裂，但成体心脏一定存在新生心肌细胞

来源。

研究显示心脏中存在一定数量的具有自我更新与分化能力的心脏干细胞

(cardiacstemcells,CSCs)是心肌细胞再生的重要来源[3].这颠覆了心脏是终末

分化的“静止”器官的旧观点，表明心脏可自我更新、再生。也使人们逐渐认

识到CSCs在心脏生理稳态维持与病理再生修复中的关键作用，令研究CSCs成

为国际热点。

特别是Lancet报道已将CSCs应用于缺血性心脏的临床治疗，取得了良好

疗效，为此类患者的治疗带来了新的希望[4-5].本文就CSCs的基本性质与临床

应用做以综述。

2心脏干细胞的分类与来源

Bergmann研究[2]发现在年轻人心肌细胞更新率为1%/年，老年人0.5%/

年。CSCs理论上是心肌再生和间质细胞再生的来源之一。CSCs具有自我更新、

克隆形成、多种分化潜能干细胞的特性，并且在体内、外能分化成心肌细胞、

平滑肌细胞和内皮细胞。

据CSCs表面的标志和来源不同CSCs可分为：c-kit+/LinCSCs[6]、Sca-

1+CSCs[7-8]、lsl1+CSCs[9]、侧群CSCs(thecardiacsidepopulation)[10-

11]、SSEA-1+CSCs[12]、心外膜来源干细胞(Epicardium-derivedcells)[13]等

类型。这些不同种类的CSCs之间存在一定的交叉，表达不同标志物的CSCs可

能是同一种CSCs,或是CSCs发育不同阶段表达的不同标志物，也可能是不同的

CSCs特有的标志。Quaini等[14]通过性别错配心脏移植的实验研究，认为心脏

干细胞来源于骨髓。

但随着研究的进一步深入，大量的实验结果显示CSCs来自心脏，成体心脏

存在心脏干细胞巢[15].CSCs可被发现于心房、心室、房室沟、心外膜[16-18],

但分布不均匀，分布与组织所承受的压力成反比[19],心房多于心室

[20].Itzhaki-Alfia等[21]的研究显示从患者右心耳分离出来的c-kit+CSCs

多于心脏其他部位。

3心脏干细胞的分离与扩增分离、培养获取可用于治疗的足够数量

CSCs是临床应用的主要瓶颈之一。目前分离CSCs主要包括经皮心内膜心

肌活检法和外科手术法。外科手术方法最常获取右心耳组织，相对安全，c-

kit+/Lin-CSCs含量较多[21].但由于开胸创伤大，应用比较局限。经皮心内膜

心肌活检技术在临床较常应用，创伤性小，安全性高，较易于患者接受，且不

易受疾病类型的影响。不足之处是获取组织量相对有限。

但随着分离、培养技术的改进，即使少量组织量也能扩增获得治疗量的

CSCs[22].目前的培养扩增的方法有：在培养基中加入细胞因子，如胰岛素样生

长因子1、碱性成纤维细胞生长因子;培养条件预处理，如缺氧环境下，CSCs开

始表达一些利于存活的信号蛋白和生血管因子，如血管内皮生长因子、缺氧诱

导因子-1α、CXCR4等[23].Tang等[24]研究表明，缺氧预处理提高了CSCs对

心肌梗死的疗效。

4心脏干细胞的移植途径与示踪

CSCs的存在使心脏像肝脏、脑和皮肤组织一样具有再生功能和自我修复能

力。

在动物急、慢性心肌梗死，缺血性心肌病模型中，自体或异体CS