記者27日從昆明理工大學獲悉，該校靈長類轉化醫學研究院教授李天晴團隊近期首次揭開人類胚胎心臟早期發育核心謎題，鎖定調控心肌、心外膜細胞分化的關鍵信號軸，為先天性心臟病防治與心臟再生修復開辟全新路徑。國際期刊《科學·進展》刊發了研究成果。
心臟是人體胚胎中最先啟動工作的器官，胚胎早期，負責心臟泵血的心肌和保護、滋養心肌的心外膜兩類核心細胞源自同一批原始祖細胞，但究竟是什么信號決定細胞最終分化方向，此前一直是學界未解難題。受人類胚胎樣本獲取困難限制，過往研究難以完整還原人體心臟早期發育的真實過程。
團隊另辟蹊徑，依托人胚胎干細胞搭建體外“人造心臟發育模型”，通過干細胞自組織形成三維擬胚體，模擬胚胎體內信號環境，成功培育出可同步生成心肌、心外膜細胞的心臟中胚層結構，在培養皿中復刻心臟發育關鍵初始階段。
依托這套體外模型，團隊解開細胞分化核心機制。研究發現，細胞天然默認發育成心肌細胞，無外界干預時，超85%心臟中胚層細胞會定向分化為心肌；維生素A活性代謝產物視黃酸是調控細胞命運的核心開關，在心臟中胚層形成的關鍵窗口期加入視黃酸，近80%的細胞會轉向心外膜發育，心肌細胞生成顯著受阻。此外，視黃酸依靠調控重要的發育調控網絡——BMP信號通路發揮作用，該通路活性高，細胞走向心肌；視黃酸會抑制其信號，引導細胞分化為心外膜。
研究團隊借助單細胞測序技術，完整繪制出兩種心臟細胞分化全程基因表達圖譜，并和真實人類胎兒心臟樣本數據交叉驗證，確認這套體外模型高度貼合人體心臟真實發育規律。（記者 趙漢斌）
轉自：科技日報
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