心肌细胞再生基础研究与中医药探索
斑马鱼,干细胞,1心肌细胞再生的可行性,2心肌再生的常用动物模型,3心肌再生的相关机制,4中医药在心肌组织再生领域中作用的研究,5小结
史建伟,惠逸帆,蒋宝平,李建萍,余 黎心脏损伤基本功能与结构单位发生改变并伴随心肌细胞损害、流失、凋亡甚至坏死。临床通过β受体阻滞剂等药物及经皮冠状动脉支架植入术、冠状动脉搭桥术等方式延缓损伤、恢复正常血供是主要治疗方法。中医学认为这类疾病是由于心失所养、心气不足、气滞血瘀、心脉痹阻直至心阳亏虚,从而引起“心悸”“胸痹”“心衰”等各类心系疾病。临床治疗采用补益心肺、活血化瘀、益气温阳利水方法调畅气血保护心脏。关于心肌细胞再生途径、改善心脏病预后是这类疾病研究的热点和难点,现综述心肌细胞再生的研究现状及相关动物模型,并探讨中医药在心肌细胞再生的应用和可能发挥的作用。
1 心肌细胞再生的可行性
传统理论认为,心肌细胞在人类与大部分哺乳动物成年后处于终末分化状态,无法对损伤进行自我修复。有研究表明心肌细胞再生有可能实现,包括人类在内的哺乳动物心脏在正常衰老与疾病进程的损伤中具有一定程度的再生能力[1]。由于14C可结合分裂细胞DNA,有研究利用核爆后大气中产生的14C整合至植物内,被人类以食物链方式摄入,跟踪标记14C的DNA,在检测尸体中14C标记的心肌细胞后发现,人类心肌细胞自我更新率随年龄递减,一生中再生的心肌达45%,体现了人类心肌自我更新的巨大潜能[2]。Ieda等[3]通过心脏转录因子组合GMT(Gat、Mef2c与Tbx5)共转染成功使心脏和皮肤中成纤维细胞重新分化为心肌细胞。有关新生儿心肌梗死[4]与胎儿心脏矫正手术[5]研究表明,新生儿心脏损伤后可实现功能性恢复并具有较高的再生潜能。人类心肌细胞的分化再生并非难以实现,在年龄与外界因素等影响下导致其生长更新速度相对缓慢,短期难以弥补心肌损伤导致的心功能不全,但在某些疾病的长期康复过程中具有现实意义。除再生进程缓慢外,纤维化、过度炎症反应和血管再生不足是再生过程的三大障碍[6]。
2 心肌再生的常用动物模型
通过生物模型模拟人类心脏功能是可行的方法,其过程需综合考虑动物来源、价格、操作、实验要求及与人类心肌分化生长方式相仿程度等因素。以心肌细胞坏死为主要病理表现的心肌梗死为例,大鼠是相关研究中应用最广泛的动物模型,其次是兔、杂种犬与小鼠[7]。斑马鱼与蝾螈作为脊椎动物,其卓越的再生本领为人类心肌再生提供了研究平台;同时,斑马鱼作为已有15年心肌再生研究历史的载体,具有通量高、价格适中、易于养殖、研究周期短、易操作等优点,在相应的研究中发挥了巨大的作用。现将不同种类的动物模型基础研究进行概述。
2.1 哺乳动物的基础研究 19世纪60年代 ......
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