加州大学洛杉矶分校的研究人员首次确定了免疫细胞的起源，免疫细胞在健康心脏瓣膜的形成中起着至关重要的作用。这一发现可能为心脏瓣膜疾病的新疗法铺平道路。心脏瓣膜疾病可能由先天性缺陷、衰老或疾病引起。
他们的研究由“奥斯汀”博士领导加州大学洛杉矶分校分子、细胞和发育生物学副教授、加州大学洛杉矶分校再生医学和干细胞研究中心Eli and Edythe Broad Center的成员中野教授在《发育细胞》杂志上发表了文章。
在中野先前的研究基础上，这项新的研究发现，胚胎心脏管会产生血液祖细胞，而这些细胞反过来又会产生一种叫做巨噬细胞的特殊免疫细胞。研究还显示，这些心脏来源的巨噬细胞特别擅长消耗多余的组织，这一技能使它们在心脏瓣膜的形成和维持中不可或缺。
人类心脏有四个瓣膜组织纸薄膜，不断打开和关闭，以控制血液流经心脏。当瓣膜功能不正常时，流向身体的血液就会中断，从而导致心脏紧张，并可能导致心力衰竭、中风或猝死。
“阀门严重损坏时，无法修复;替代手术是唯一的选择。”Nakano说。“识别有助于瓣膜健康的细胞，可能会为新的、侵入性更小的疗法提供靶点。”
目前，医生有两种替代瓣膜的选择:机械瓣膜，需要终生使用血液稀释药物;生物瓣膜，由牛，猪或人类心脏组织制成，通常需要每10到15年更换一次。
因为更换阀门往往需要更换自己的-尤其是在儿童中，因为他们在成年之前，瓣膜的替换物往往会多次失效中野说，由于任何改变心脏的手术都有风险，因此迫切需要治疗瓣膜疾病的新方法。
在2013年的一项用老鼠做的研究中，中野和他实验室的同事们发现了心脏管胚胎心脏在开始泵血前的形态有助于身体早期血细胞的产生，这些血细胞被称为血液祖细胞。就像干细胞可以在体内形成任何类型的细胞一样，血液祖细胞可以产生几种不同类型的血液和免疫细胞。但与干细胞不同的是，血液祖细胞不能在生物体的整个生命周期中自我更新。,
“自从我们发现心管会产生一些血液祖细胞以来，我们一直在试图找出原因，”Nakano说。“在发育中的胚胎的其他部分，血液祖细胞的数量要多得多。让心导管产生血液祖细胞，就像在一个更大、更多产的工厂的街对面，有一个产量不高的小工厂。如果两个工厂生产同样的东西在这种情况下，血液祖细胞为什么不建一个大工厂呢?”,
回答这个问题并不是一件简单的任务，部分原因是心脏管在发育后几天内就会改变形状并开始跳动。随着每一次心跳，发育中的胚胎中所有的血液和免疫细胞都会流入心脏，然后再流出，这使得很难确定心脏中血细胞的来源。
在这项同样用老鼠做实验的新研究中，研究小组通过在心脏导管开始泵血并在实验室培养皿中继续生长之前将其移除，从而消除了方程式中的其他血液和免疫细胞。由于没有循环血液污染他们的样本，研究小组观察到心脏来源的血液祖细胞产生巨噬细胞。
巨噬细胞(“;大eaters”在希腊语中)存在于组织中，在血液中环绕身体，寻找并消耗有害的、受损的或不必要的细胞。此前的研究表明，巨噬细胞存在于心脏瓣膜中，但中野的团队是第一个发现巨噬细胞在心脏瓣膜中的作用的人:吞噬多余的细胞，使瓣膜像纸一样薄，效率极高。这一过程开始于发育中的胚胎，并在出生后继续进行;巨噬细胞留在瓣膜中，帮助它们在整个生命周期中保持形状。
“巨噬细胞已知存在于心脏瓣膜中，但在我们观察到它们在心脏导管中发育之前，没有人能确定它们何时到达那里，从哪里来，”Nakano说。
为了测试心脏来源的巨噬细胞对瓣膜的形成和重塑有多重要，科学家们阻止了它们的产生，看看它是否有任何影响。他们发现体内的其他巨噬细胞那些来自循环血液的-到达心脏，但在重塑瓣膜方面效果不明显。没有心脏来源的巨噬细胞，心脏瓣膜仍然厚而笨重。
“这向我们表明，在心导管中产生的巨噬细胞特别擅长吞噬多余的组织，”Nakano说。“这使得它们不仅对心脏瓣膜的形成至关重要，而且对心脏瓣膜的终生维护也至关重要。”
中野说，他希望这一发现将为更永久性地解决心脏瓣膜问题铺平道路，或许可以通过增加或抑制心脏来源的巨噬细胞来实现。活动是为了调节心脏瓣膜的形成。而且，由于这些巨噬细胞在人的一生中都存在于体内，有一天有可能以它们为靶点来治疗日后出现的瓣膜问题，他说。
中野的实验室下一步将确定这些发现是否可以在人类身上复制。
这项研究得到了美国国立卫生研究院的支持。中野幸男是日本初创公司Myoridge的顾问委员会成员。该公司正在开发利用诱导多能干细胞生产心脏细胞的技术。
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