研究心髒和肺的幹細胞進化史

研究心髒和肺的幹細胞進化史

    生物學家們(men) 已經知道了心髒和肺如何適應陸地生活的進化史，主要通過心髒的功能和肺的氣體(ti) 交換的功能相耦合。肺是在哺乳動物進化過程中zui後形成的一個(ge) 器官，對於(yu) 地球上的生命可以說是zui重要的器官。

    在胚胎發育過程中闡明了心髒和肺這兩(liang) 個(ge) 係統的細胞是如何協調發展的。zui初原始的肺的祖細胞可以伸入到心髒的原始的祖細胞從(cong) 而使兩(liang) 個(ge) 器官可共同形成了心肺循環係統。然而，這個(ge) 共同的循環係統發展的分子機製還無法*明白，這兩(liang) 個(ge) 器官共同的祖細胞是如何影響相關(guan) 的疾病的發展的？比如肺動脈高壓的形成。

    zui近發表的一篇文章闡明了肺的血管，連接心髒和肺的血管即使沒有肺也能形成。在小鼠身上肺的發展抑製了肺血管的形成，而心髒的祖細胞或幹細胞是心肺發展所必須的。

    Edward E. Morrisey 帶領的研究團隊們(men) 發現了心髒中胚層有一群多動能的細胞，命名為(wei)  CPPs。CPPs可以通過表達信號分子 Wnt2 ，從(cong) 而與(yu) 其它胚胎幹細胞區分。

    Morrisey 表示：“我們(men) 問這些祖細胞能夠產(chan) 生心髒和肺的衍生品嗎？我們(men) 的數據表明Wnt-2陽性的細胞存在於(yu) 肺發生之前，幫助肺和心髒的共同發展。”

    Morrisey 實驗室從(cong) 一組簡單的問題開始：肺和心髒是如何共同發展的以及調節這一過程的共同的信號？這項工作的重大發現在於(yu) 發現了 Wnt2 基因。

    “Wnt2 基因表達在胚胎早期的一個(ge) *的地方——具體(ti) 在心髒和前腸管之間，這也是肺發生的地方。”這就允許科學家們(men) 在小鼠身上創造模型，小鼠身上心肺的解剖結構與(yu) 人的非常相似，那麽(me)  Wnt2 陽性細胞是否可以協調心肺的發展呢？

    使用細胞係追蹤分析，他們(men) 發現 Wnt2 細胞可以形成單獨的克隆，反過來，形成心和肺組織，包括心肌細胞和血管細胞比如血管的平滑肌。確實， CPPs 能夠形成大量的早期心和肺的胚胎細胞類型。這些研究表明不同的細胞係在肺內(nei) 是相關(guan) 的，比如平滑肌血管和呼吸道平滑肌在肺內(nei) 共享一個(ge) 祖細胞。

    CPPs 的發展通過另一個(ge) 已知的蛋白 hedgehog 調控，這個(ge) 蛋白可以使肺血管和心得到合適的連接。這些研究表明 hedgehog 蛋白，表達在肺的祖細胞幫助促進 CPPs 分化成肺血管的平滑肌。

    總之，這些研究發現了一群新的心肺祖細胞，用來協調心和肺的發展從(cong) 而來適應陸地的生活。

    CPPs 細胞的發現對於(yu) 疾病的研究也和很重要，比如肺動脈高壓的發生。目前還不清楚肺動脈高壓主要是肺的疾病還是心髒和血管係統存在的缺陷。 CPPs 發現為(wei) 研究肺動脈高壓提供很好的線索。進一步的研究針對 CPPs 細胞是否存在於(yu) 成年人的心肺係統中以及是否在心肺損傷(shang) 和疾病過程中扮演著重要的角色。