Sugeruje się, że makrofagi są korzystne dla gojenia się ran mięśnia sercowego. Zbadaliśmy rolę makrofagów w gojeniu się ran mięśnia sercowego poprzez hamowanie infiltracji makrofagów po uszkodzeniu mięśnia sercowego. Wykorzystaliśmy mysi model do wywołania uszkodzenia lewej komory serca. Naciekające makrofagi zostały zubożone w pierwszym tygodniu po krioinjury przez seryjne dożylne wstrzyknięcia wstrzyknięcia liposomów zawierających klodronian. Po urazie stwierdzono obecność makrofagów, które wydzielały wysokie poziomy transformującego czynnika wzrostu-beta i naczyniowo-śródbłonkowego czynnika wzrostu-A, doprowadziła do szybkiego usunięcia resztek komórek i przez tkankę ziarninową zawierającą komórki zapalne i naczynia krwionośne. naczyń krwionośnych, a następnie naciek miofibroblastów i odkładanie kolagenu. W sercach pozbawionych makrofagów nadal obserwowano nieresorbowane szczątki komórkowe 4 tygodnie po urazie. po urazie. Wydzielanie transformującego czynnika wzrostu beta i naczyniowego czynnika wzrostu czynnika wzrostu śródbłonka naczyniowego-A, a także neowaskularyzację, naciekanie miofibroblastów i odkładanie kolagenu. naciekanie miofibroblastów i odkładanie kolagenu. Co więcej, zubożenie makrofagów makrofagów skutkowało wysoką śmiertelnością, której towarzyszyła zwiększona rozszerzenie i ścieńczenie ściany lewej komory. Podsumowując, zubożenie naciekających makrofagów znacznie upośledza gojenie się ran i zwiększa przebudowę oraz śmiertelność po uszkodzeniu mięśnia sercowego. mięśnia sercowego, identyfikując makrofagi jako kluczowy czynnik w gojeniu ran mięśnia sercowego. gojeniu się ran. Opierając się na tych odkryciach, proponujemy, aby zwiększenie liczby makrofagów liczby makrofagów we wczesnym okresie po zawale mięśnia sercowego może być klinicznie istotną opcją w celu promowania gojenia się ran mięśnia sercowego, a następnie zmniejszenia przebudowy i niewydolności serca. niewydolności serca. --- Oprócz pośredniczenia w sprzężeniu elektrycznym między komórkami, połączenia szczelinowe są ważne w naprawie tkanek, gojeniu się ran i tworzeniu blizn. Ekspresja i dystrybucja koneksyny43 (Cx43), głównego białka złącza szczelinowego wyrażanego w sercu, ulegają znacznym zmianom po zawale mięśnia sercowego (MI); jednak wpływ przebudowy Cx43 na gojenie się ran i związaną z tym dysfunkcję komory dysfunkcji komór są nie do końca poznane. Myszy z niedoborem Cx43 i myszy typu dzikiego poddano proksymalnemu podwiązaniu przedniej zstępującej tętnicy wieńcowej i obserwowano przez 6 dni lub 4 tygodnie, aby przetestować hipotezę, że zmniejszona ekspresja Cx43 wpływa na gojenie się ran, zwłóknienie i przebudowę komory przebudowę komór po MI. Określiliśmy ilościowo postęp gojenia się zawału poprzez mierząc ekspresję neutrofili, zawartość kolagenu i ekspresję miofibroblastów. Stwierdziliśmy znacznie zmniejszoną transformację fibroblastów w miofibroblasty po 6 dniach i znacznie zmniejszone odkładanie się kolagenu zarówno w zawale po 6 dniach, jak i po 4 tygodniach. i po 4 tygodniach w obszarze bez zawału u myszy z niedoborem Cx43. Zgodnie z oczekiwaniami, transformujący czynnik wzrostu (TGF) -beta, profibrotyczna cytokina, był dramatycznie w sercach z MI, ale jego fosforylowany komediator (pSmad) był znacząco obniżony w jądrach serc z niedoborem Cx43 po MI, sugerując, że sygnalizacja TGF-beta jest znacznie zmniejszona w sercach z niedoborem Cx43. sercach z niedoborem Cx43. To zmniejszenie profibrotycznej sygnalizacji TGF-beta spowodowało osłabienie niekorzystnej przebudowy strukturalnej ocenianej za pomocą echokardiografii. Odkrycia te sugerują, że wysiłki mające na celu zwiększenie ekspresji Cx43 w celu utrzymania sprzężenia międzykomórkowego lub zmniejszenia podatności na arytmii powinny być podejmowane z ostrożnością, dopóki rola Cx43 w gojeniu zawału nie zostanie w pełni zrozumiana. jest w pełni zrozumiała. --- TŁO: Ostatnie badania wykazały, że komórki macierzyste pochodzące ze szpiku kostnego różnicują się do fenotypu kardiomiocytów in vivo i in vitro. My próbowaliśmy zregenerować zawał mięśnia sercowego poprzez wszczepienie ex vivo transformującego czynnika wzrostu czynnik wzrostu (TGF)-beta-preprogramowane CD117 (c-kit)-dodatnie (CD117+) komórki macierzyste wewnątrz mięśnia sercowego. komórki macierzyste wewnątrz mięśnia sercowego. METODY I WYNIKI: Komórki CD117+ zostały wyizolowane z jednojądrzastych komórek szpiku kostnego szpiku kostnego myszy transgenicznych GFP lub normalnych myszy C57/BL6. Różnicowanie miogenne komórek CD117+ osiągnięto poprzez hodowlę z TGF-beta. Wykorzystując model ostrego modelu zawału mięśnia sercowego, próbowaliśmy również zregenerować zawał mięśnia sercowego poprzez wszczepiając nieleczone (nowo wyizolowane) lub wstępnie zaprogramowane (24 godziny hodowli z 5 ng/mL TGF-beta1) komórek CD117+ wewnątrz mięśnia sercowego. TGF-beta zwiększył komórkową ekspresję miozyny, troponin, connexin-43, GATA-4 i NKx-2.5, co sugeruje, że indukował miogenne różnicowanie komórek CD117+. W porównaniu z efektami wstrzyknięcia tylko PBS, gęstość mikronaczyń w zawale mięśnia sercowego zawału mięśnia sercowego została znacznie zwiększona 3 miesiące po implantacji zaprogramowanych przez TGF-beta lub nieleczonych komórek CD117+. Co więcej, wiele z zaprogramowanych przez TGF-beta komórek CD117+ zabarwiło się pozytywnie na miozynę, podczas gdy niewiele z nieleczonych komórek CD117+. Analiza histologiczna ujawniła nowo zregenerowany mięsień sercowy w przedniej ścianie lewej komory po implantacji komórek zaprogramowanych przez TGF-beta, ale nie komórek nieleczonych. Ponadto, procentowe skrócenie frakcji lewej komory było znacząco wyższe po wszczepieniu komórek zaprogramowanych przez TGF-beta niż po implantacji nieleczonych komórek CD117+. WNIOSKI: TGF-beta prowadził miogenne różnicowanie komórek macierzystych CD117+ poprzez zwiększenie ekspresji GATA-4 i NKx-2.5. Dlatego też wewnątrzsercowa implantacja zaprogramowanych przez TGF-beta komórek CD117+ skutecznie wspomagała regenerację mięśnia sercowego i indukowała terapeutyczną angiogenezę, przyczyniając się do funkcjonalnej regeneracji serca. --- Gojenie zawałów mięśnia sercowego zależy od kaskady zapalnej, która ostatecznie ostatecznie skutkuje usunięciem martwych komórek i resztek macierzy oraz utworzeniem blizny. blizny. Martwica mięśnia sercowego aktywuje dopełniacz, czynnik jądrowy (NF) -kappaB i receptor toll-podobny (TLR). Toll-like Receptor (TLR) i generuje wolne rodniki, wyzwalając odpowiedź zapalną. Chemokiny i cytokiny są wyraźnie indukowane w zawale i pośredniczą w rekrutacji i aktywacji neutrofili i komórek jednojądrzastych. komórek jednojądrzastych. Wynaczynienie płytek krwi i białek osocza, takich jak fibrynogen i fibronektyna, powoduje tworzenie się skrzepu, składającego się z płytek krwi osadzonych w siatce usieciowanej fibryny. Ta tymczasowa matryca stanowi rusztowanie dla migracji komórek do zawału. Monocyty różnicują się w makrofagi i wydzielają fibrogenne i angiogenne czynniki wzrostu czynniki indukujące tworzenie tkanki ziarninowej, zawierającej miofibroblasty i nowe naczynia. nowe naczynia. Tłumienie syntezy cytokin prozapalnych i chemokin, w której pośredniczą częściowo transformujący czynnik wzrostu (TGF)-beta i interleukina (IL)-10, ma kluczowe znaczenie dla rozwiązania nacieku zapalnego i przejścia do odkładania tkanki włóknistej. Miofibroblasty w zawale odkładają białka macierzy zewnątrzkomórkowej i powstaje blizna na bazie kolagenu. W miarę dojrzewania rany fibroblasty ulegają apoptozie, a nowe naczynia krwionośne ulegają regresji, co skutkuje blizny o niskiej zawartości komórek, zawierającej gęsty, usieciowany kolagen. kolagen. Zmiany patologiczne i strukturalne związane z gojeniem się zawału bezpośrednio wpływają na przebudowę komór i rokowanie u pacjentów z zawałem mięśnia sercowego. zawałem mięśnia sercowego. Zrozumienie mechanizmów zaangażowanych w regulację w regulację odpowiedzi zapalnej po zawale, a także przestrzennych i czasowych i czasowych parametrów gojenia się ran jest konieczne w celu zidentyfikowania specyficznych celów molekularnych dla interwencji terapeutycznej. celów dla interwencji terapeutycznej. --- Członkowie nadrodziny transformującego czynnika wzrostu beta1 (TGF-beta) - mianowicie, TGF-beta i BMP2 - zastosowane do niezróżnicowanych mysich embrionalnych komórek macierzystych regulowane w górę mRNA mezodermalnych (Brachyury) i specyficznych dla serca czynników transkrypcyjnych (Nkx2.5, MEF2C). Ciała embrioidalne wygenerowane z komórek macierzystych stymulowanych tymi czynnikami wzrostu wykazywały zwiększony potencjał dla różnicowania serca ze znacznym wzrostem obszarów bicia i zwiększoną miofibrylogenezą. W środowisku postmitotycznych kardiomiocytów, komórki macierzyste zmodyfikowane w celu ekspresji białka fluorescencyjnego pod kontrolą promotora sercowego w fluorescencyjne miocyty komorowe bijące synchronicznie z komórkami gospodarza. synchronicznie z komórkami gospodarza, a proces ten został znacząco wzmocniony przez TGF-beta lub BMP2. In vitro, zakłócenie szlaków sygnałowych TGF-beta/BMP przez peptyd związany z latencją i/lub noggin zapobiegały różnicowaniu komórek macierzystych. komórek macierzystych. W rzeczywistości tylko komórki gospodarza, które wydzielają członka rodziny TGF-beta, indukowały fenotyp serca w komórkach macierzystych. fenotyp serca w komórkach macierzystych. In vivo, przeszczepienie komórek macierzystych do serca serca również skutkowało różnicowaniem serca, pod warunkiem, że sygnalizacja TGF-beta/BMP2 była nienaruszona. W zawale mięśnia sercowego przeszczepione komórki macierzyste różnicowały się w funkcjonalne kardiomiocyty zintegrowane z otaczającą tkanką, poprawiając kurczliwości. Tak więc, embrionalne komórki macierzyste są ukierunkowane na do różnicowania się w kardiomiocyty poprzez sygnalizację za pośrednictwem TGF-beta/BMP2, szlaku parakrynnego sercowy szlak parakrynny wymagany dla terapeutycznych korzyści przeszczepu komórek macierzystych do chorego serca. przeszczepu komórek macierzystych do chorego serca.
Czy TGF-beta odgrywa rolę w regeneracji serca po zawale mięśnia sercowego?
Sygnalizacja TGFβ koordynuje korzystną interakcję między naprawą opartą na bliznach a regeneracją opartą na kardiomiocytach w celu osiągnięcia całkowitej regeneracji serca.