Regenerasi miokard oleh aktivasi multipoten sel induk jantung pada gagal jantung iskemik

ABSTRAK

Regenerasi miokard terjadi pada manusia setelah iskemik

Cedera (1, 2), dan proliferasi miosit tampaknya

terbatas pada miokardium layak berdampingan dan jauh dari

infark (2). Identifikasi sel induk jantung (CSC) di

jantung dewasa (3-7) menunjukkan bahwa replikasi miosit mungkin

merupakan subpopulasi sel memperkuat berkembang pesat

berasal dari sel-sel yang lebih primitif. CSC didistribusikan

seluruh hati, meningkatkan kemungkinan bahwa mereka berada

dalam infark atau di kedekatannya bisa membagi dan membedakan

membangun kembali miokardium mati. Jika hipotesis ini adalah

kasus, strategi dapat dikembangkan untuk meningkatkan pertumbuhan miokard

mempromosikan pemulihan parsial infark. Tanggapan ini akan

mengurangi ukuran infark, meningkatkan fungsi, dan menurunkan angka kematian.

Regenerasi miokard infark dalam bisa lolos

pengamatan sebelumnya karena jantung tidak dipandang sebagai

pengganti diri memperbaharui organ, dan miosit dianggap

diatur oleh subset sel mampu beberapa putaran

dua kali lipat, terletak dengan kebutuhan di bagian terhindar dari

ventrikel (2). Atau, kurangnya regenerasi miokard

mungkin mencerminkan CSC kematian dalam infark dan? atau ketidakmampuan

dari CSC untuk bermigrasi dan mencapai area nekrotik. Sejauh ini, tidak ada

bukti telah disajikan bahwa CSC dapat menyusun kembali infark

jaringan di dalam hati manusia.

Divisi miosit yang nyata berkurang di iskemik kronis

cardiomyopathy (1, 2), dan pengakuan bahwa CSC memodulasi

homeostasis jantung (3-6) menunjukkan bahwa penurunan jumlah

dan pertumbuhan CSC mungkin mendasari pelemahan dalam sel

perkalian pada gagal jantung jangka panjang. Dalam studi ini, kami

menyelidiki apakah CSC membagi dan membedakan di miosit

dan sel-sel pembuluh darah akut setelah infark dan apakah cacat pada

Jumlah dan? Atau fungsi CSC mempromosikan penurunan miosit dan

regenerasi kapal kronis. Aktivasi CSC dievaluasi oleh

penanda proliferasi sel (8, 9) bersama-sama dengan histon H3

fosforilasi (10) sebagai penanda mitosis. CSC penuaan adalah

ditentukan oleh ekspresi protein penuaan terkait dan

kehadiran stres oksidatif DNA dan apoptosis (11, 12). Itu

Sistem telomer-telomerase diselidiki karena yang

efek pada pertumbuhan sel dan kelangsungan hidup (13).

Bahan dan Metode

Pasien dan CSC. Kami mempelajari hati dari pasien yang meninggal

akut setelah infark, dan hati dari pasien yang menjalani

transplantasi jantung setelah infark kronis (Gbr. 7 dan Tabel

1, yang diterbitkan sebagai penunjang informasi tentang PNAS

situs web). CSC diidentifikasi oleh c-kit, MDR1, dan-Sca 1-seperti

epitop (Gbr. 8 dan Tabel 2, yang diterbitkan sebagai penunjang

Informasi pada situs web PNAS). CSC negatif untuk

faktor transkripsi dan protein struktural sel jantung

garis keturunan dan untuk penanda sel asal hemopoietic. CSC

jumlah dan volume kemudian ditentukan (Bahan Pendukung

dan Metode, yang diterbitkan sebagai pendukung informasi

situs web PNAS).

CSC Kematian dan Pertumbuhan. Panjang telomer di CSC dievaluasi oleh

fluoresensi kuantitatif hibridisasi in situ. Dalam setiap jantung, 50

CSC inti diperiksa untuk panjang telomeric, dan 100-200

CSC inti untuk p53 dan p16INK4a. X dan Y kromosom yang

terdeteksi oleh fluoresensi hibridisasi in situ dengan CEP X

? -satellite Dan CEP Y satelit III probe DNA. CSC apoptosis

dievaluasi oleh Hairpin 1 dan proliferasi CSC oleh Ki67,

MCM5, dan phospho-histon H3. Western blotting protein

terlibat dalam CSC penuaan, fungsi telomer, dan CSC

Pertumbuhan diperoleh (Bahan Pendukung dan Metode).

Hasil

CSC Nomor. CSC adalah sel-sel garis-negatif dengan volume

203? 50? M3. Dalam semua hati,? 60% dari CSC menyatakan c-kit, MDR1,

dan epitop Sca-1-seperti bersama-sama, dan persentase hanya kecil

CSC memiliki satu atau dua antigen (Gambar. 1 A).

Pembahasan

Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa hati manusia mengandung

populasi CSC yang dapat membagi dan berdiferensiasi menjadi

miosit, dan SMCs dan ECs diselenggarakan pada pembuluh koroner. Itu

CSC kolam ditingkatkan akut setelah infark, namun pertumbuhan ini

respon dilemahkan pada gagal jantung kronis. Dalam kasus terakhir,

aktivitas telomerase menurun, dan pembagian CSC terganggu oleh

shortening telomeric parah dan penuaan selular. Selain itu,

CSC apoptosis meningkat, mengakibatkan penurunan jumlah

CSC dari fungsional yang kompeten. Oleh karena itu, pembentukan

miosit dan pembuluh darah koroner tidak dapat menangkal

hilangnya kronis sel parenkim dan struktur vaskular (21-

23). Kami mengusulkan bahwa ini saldo negatif antara miokard

regenerasi dan kematian menyebabkan progresif ventrikel dilatasi

dan kemerosotan kinerja ventrikel (24). Namun demikian,

pengakuan bahwa hati manusia memiliki sel induk

kompartemen bahwa, meskipun terganggu, masih ada di

stadium akhir gagal poin untuk strategi untuk pengobatan

penyakit manusia. Ini mungkin untuk mengisolasi CSC dari kecil

sampel miokardium dan, setelah pertumbuhan mereka in vitro,

CSC diperluas dapat diadministrasikan kembali ke pasien yang sama.

Pendekatan terapi ini akan memiliki semua keuntungan dari

transplantasi autologous.

Regenerasi miokard akut setelah infark tampaknya

dimediasi oleh CSC multipoten, yang menjalani komitmen keturunan

dan membentuk memperkuat sel-sel yang membelah dan matang. Apakah

sel-sel ini menguasai kompetensi dan dewasa karakteristik fungsional

tidak dapat dibangun saat ini. Namun, kemungkinan ini

didukung oleh pengamatan sebelumnya pada hewan di mana

injeksi CSC dalam hasil miokardium infark dalam

pemulihan dari jaringan yang mati dan perbaikan di jantung

Fungsi (5).

SUMMARY

Dalam studi ini, kami menguji apakah hati manusia memiliki

sel induk jantung (CSC) kolam yang mempromosikan regenerasi setelah

infark. Untuk tujuan ini, pertumbuhan CSC dan penuaan yang

diukur dalam 20 hati dengan infark akut, 20 hati dengan stadium akhir

pasca infark kardiomiopati, dan 12 hati kontrol. Nomor CSC

meningkat tajam di akut dan, pada tingkat lebih rendah, di kronis

infark. Pertumbuhan CSC berkorelasi dengan peningkatan telomerasecompetent

membagi CSC dari 1,5% pada kontrol menjadi 28% di akut

infark dan 14% di infark kronis. CSC Indeks mitosis meningkat

29-kali lipat akut dan 14 kali lipat infark kronis. CSC

berkomitmen untuk miosit, otot polos, dan sel endotel

garis keturunan meningkat? 85 kali lipat di infark akut dan? 25 kali lipat di

infark kronis. CSC pikun Namun, p16INK4a-p53 positif

juga meningkat dan 10%, 18%, dan 40% di kontrol, akut

infark, dan infark kronis, masing-masing. CSC tua itu singkat

telomere dan apoptosis yang terlibat 0,3%, 3,8%, dan 9,6% dari CSC di

kontrol, infark akut, dan infark kronis, masing-masing. Ini

variabel mengurangi jumlah CSC fungsional yang kompeten dari

? 26.000? Cm3 miokardium layak di akut? 7.000? Cm3 di

infark kronis, masing-masing. Dalam tujuh infark akut, fokus spontan

regenerasi miokard yang tidak melibatkan fusi sel

diidentifikasi. Kesimpulannya, hati manusia memiliki sebuah CSC

kompartemen, dan aktivasi CSC terjadi dalam menanggapi iskemik

cedera. Hilangnya CSC fungsional yang kompeten di iskemik kronis

cardiomyopathy mungkin mendasari penurunan fungsional yang progresif

dan timbulnya kegagalan terminal.