FGF10通过增加心肌细胞更新和抑制纤维化的双细胞机制促进心脏修复

FGF10

来源：本站原创 2021-11-17 10:35

促进心肌细胞更新是心脏再生和修复的主要治疗方法。作者的研究旨在研究FGF10作为心脏再生潜在靶点的相关性。

促进心肌细胞更新是心脏再生和修复的主要治疗方法。作者的研究旨在研究FGF10作为心脏再生潜在靶点的相关性。该结果首先揭示了心肌梗死后，Fgf10水平在受伤的心室中上调。经受 MI 的 Fgf10 表达降低的成年小鼠表现出心肌细胞增殖受损和心脏纤维化增强，导致心脏功能恶化和 MI 后重构。相比之下，MI 后条件性 Fgf10 过表达表明，通过增强心肌细胞增殖和防止促进疤痕的肌成纤维细胞活化，FGF10 可以保护心脏重塑和功能。

此外，FGF10激活了主要的再生途径，包括Meis1表达水平的调节，Hippo信号通路和前糖酵解代谢开关。最后，作者证明了FGF10水平在衰竭的人类心脏中与纤维化减少和心肌细胞增殖增强相关。

图片来源：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34755840/

缺血性心脏病是全球心血管疾病死亡的主要原因。心肌梗死的特点是心肌细胞大量丢失，伴有严重的纤维化瘢痕，并导致严重的心功能损害，最终导致充血性心力衰竭。在成年哺乳动物心脏中存在低但可检测的心肌细胞增殖能力，这使再生医学转向新的治疗策略。事实上，刺激最终分化的心肌细胞增殖是目前心脏再生的主要治疗方法。

越来越多的证据表明，出生后不久哺乳动物心肌细胞更新潜力的丧失会导致再生能力的丧失，有力地支持了对胎儿心肌细胞增殖调控的详细了解对于确定心脏再生目标至关重要的假设。心脏再生是一个复杂的过程，除了促进心肌细胞增殖外，防止成熟疤痕的形成也是必不可少的。有趣的是，最近研究低等脊椎动物内源性再生能力的证据表明，减少成纤维细胞向肌成纤维细胞的转变可能导致更软的疤痕组织，更顺应心肌细胞的更新，更有利于再生。

最近，作者发现成纤维细胞生长因子FGF10信号通路在调节胎儿心肌细胞增殖中的作用。FGF10 是旁分泌 FGF 家族成员，已知在多个器官的发育中发挥重要作用。.Fgf10在早期胚胎的第二心场(SHF)心脏祖细胞中表达，但它对SHF的部署和随后的心管伸长不是必需的。相反，在胎儿心脏中，FGF10通过涉及FOXO3转录因子磷酸化和随后下调细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂p27kip1表达的细胞型自主机制控制区化心肌细胞增殖。

因此，由于肺发育不全而在出生时死亡的无Fgf10胚胎显示出心脏形态的改变。有趣的是，成年小鼠中强制 Fgf10 表达特异性地促进心肌细胞周期折返，这表明 FGF10 可能是改善心肌损伤后有限的先天再生能力的潜在目标。

在本研究中，作者使用了实验性的心肌梗死(MI)小鼠模型以及Fgf10功能增加和丧失的小鼠模型，证明了Fgf10的上调促进心肌梗死后的心脏再生和修复。该结果表明，这种作用是通过提高心肌细胞增殖和减少纤维化介导的。此外，对移植失败的人心脏中FGF10表达的分析显示，FGF10水平升高、纤维化减少和心肌细胞增殖增强之间存在很强的相关性。这些实验表明FGF10是一个潜在的临床靶点，可以促进心脏修复和再生。