近期，中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院生物化學(xué)與細胞生物學(xué)研究所周斌研究組的研究成果，以Identification of a hybrid myocardial zone in the mammalian heart after birth為題，在線發(fā)表在Nature Communications上。該研究發(fā)現(xiàn)哺乳動物心臟發(fā)育過程中心肌致密化的細胞和分子新機制。 在胚胎心臟發(fā)育過程中，心肌細胞增殖形成向心腔內(nèi)突起的網(wǎng)狀心肌小梁。心肌小梁擔(dān)負著增加心肌質(zhì)量與表面積、增強心肌收縮力、分流腔室內(nèi)血液和參與心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)形成等重要功能。相互交織的網(wǎng)狀心肌小梁在圍產(chǎn)期發(fā)生形態(tài)變化后逐漸消失。出生后心臟的心室壁主要由致密的心肌組成，心內(nèi)膜表面相對較平滑。如果心肌小梁的形態(tài)變化過程受到影響，會導(dǎo)致心肌致密化不全，是以心肌過度小梁化和致密心肌層變薄為特征的一種先天性心肌病，以心力衰竭、心律失常和血栓栓塞為主要癥狀，因主要累及左心室，常被稱為左心室致密化不全（LVNC）。是繼擴張型心肌病和肥大性心肌病之后第三種最常見的心肌病。然而，心肌致密化不全的發(fā)病原因尚未明確。清楚了解胚胎心臟心肌小梁致密化的機制，對明確左心室致密化不全的發(fā)病原因具有重要意義。關(guān)于心肌小梁形態(tài)轉(zhuǎn)變的機制有兩種假說：一種是致密心肌層擴增假說，認為在胚胎發(fā)育晚期或圍產(chǎn)期，致密心肌層擴增填補了網(wǎng)狀心肌小梁間隙，使心肌小梁逐漸形成出生后心臟致密的心室壁；另一種是心肌小梁融合假說，認為心肌小梁自身通過擴增和融合形成出生后致密的心室壁，而胚胎期致密心肌層不參與此過程。這兩種假說的區(qū)別在于心肌小梁轉(zhuǎn)變成致密心室壁的方式不同。 為了明確心肌小梁致密化的機制，副研究員田雪瑩（青促會會員）等在研究員周斌的指導(dǎo)下，利用遺傳譜系示蹤技術(shù)追蹤胚胎期心肌小梁和致密心肌層在出生后心臟中的命運。研究發(fā)現(xiàn)，胚胎期的心肌小梁較少增殖，融合成心室壁的心內(nèi)膜下心肌層；致密心肌層在胚胎發(fā)育晚期和新生期顯著增殖形成增厚的心外膜下心肌層；位于這兩層心肌之間的混合區(qū)是由來源于心肌小梁和致密心肌層的心肌細胞共同組成，致密心肌層心肌細胞向心腔內(nèi)增殖，使心肌小梁體積增大，壓縮小梁間隙，促進心肌小梁融合成致密心肌。在心肌小梁融合的過程中，嵌入小梁之間的心內(nèi)膜細胞參與了冠狀動脈內(nèi)皮的形成。與研究組此前發(fā)現(xiàn)在內(nèi)側(cè)心室壁冠狀動脈重新生成的過程中伴隨著心肌小梁致密化的研究結(jié)果一致。 以往研究認為，致密化不全是由于心肌小梁過度化造成的，忽視了因致密心肌層參與減少導(dǎo)致小梁致密化程度降低的因素。這項研究通過特異性敲除胚胎期致密心肌層心肌細胞中的Yap1基因，使致密心肌層心肌細胞增殖減少，抑制其參與心室壁中間混合區(qū)的形成，導(dǎo)致出生后心肌過度小梁化和致密心肌層變薄。表明心肌致密化不全不能僅歸因于心肌小梁本身過度化的缺陷，胚胎期致密心肌層的擴增及其參與心肌混合區(qū)的形成，對發(fā)育形成正常的心室壁至關(guān)重要，這項研究為進一步探索心肌致密化不全的發(fā)病機制提供了重要信息。研究工作得到了中科院、科技部、國家自然科學(xué)基金委員會及上海市科學(xué)技術(shù)委員會的資助。 
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