胚胎干细胞向心肌细胞分化中内皮细胞及EphB4/ephrinB2信号通路作用机制研究

我国每年死于缺血性心脏疾病的人数已超过100万。成体心脏心肌细胞不能再生，细胞移植是一种能取代坏死心肌的治疗方法。多向分化潜能胚胎干细胞作为一种具有治疗作用的组织，拥有巨大临床应用潜力。研究表明胚胎干细胞来源的内皮细胞对缺血性心脏疾病可能有治疗作用。研究发现，EphB4基因敲除胚胎干细胞（EphB4－/－ESCs）向心肌细胞分化能力明显减弱。因而推论心肌细胞分化过程可能与分别表达在静脉、动脉内皮上的EphB4及其配体ephrinB2有关。本研究以胚胎干细胞向心肌细胞分化体系为研究基础，采用内皮细胞抑制剂（Endostatin）或EphB4－/－ESCs，研究内皮细胞功能缺失对胚胎干细胞向心肌细胞分化的影响及EphB4/ephrinB2信号通路在其中所发挥的作用，揭示内皮细胞和心肌细胞在胚胎干细胞分化过程中存在的功能性联系，为缺血性心脏疾病的治疗中基于内皮细胞的移植替代疗法提供明确理论基础。

背景：.我国每年死于缺血性心脏疾病的人数已超过100万。成体心脏心肌细胞不能再生，细胞移植是一种能取代坏死心肌的治疗方法。多向分化潜能胚胎干细胞作为一种具有治疗作用的组织，拥有巨大临床应用潜力。研究表明胚胎干细胞来源的内皮细胞对缺血性心脏疾病可能有治疗作用。.方向：胚胎干细胞向心肌细胞定向分化的调控研究主要内容：.研究小鼠胚胎干细胞心血管系统发育过程中，内皮细胞和心肌细胞的协同作用，以及EphB4/ephrinB2信号通路调节胚胎干细胞向心肌细胞分化的机制。重要结果：.1、内皮细胞在胚胎干细胞向心肌细胞分化过程中采用旁分泌的方式促进心肌细胞的定向分化。.2、内皮细胞可能通过EphB4/ephrinB2信号通路介导调节胚胎干细胞向心肌细胞分化过程。关键数据及其科学意义：.1、采用针对内皮细胞的特异性抑制剂---endostatin，发现其能明显抑制胚胎干细胞向心肌细胞定向分化，表明当内源性内皮细胞功能缺失时，心肌细胞定向分化受到明显影响。.2、在胚胎干细胞向心肌细胞定向分化体系中，加入外源性内皮细胞，发现定向分化的心肌细胞数量明显增加，表明外源性内皮细胞能够促进胚胎干细胞向心肌细胞的定向分化。.3、外源性内皮细胞与胚胎干细胞的共培养能够挽救由于内源性内皮细胞抑制（由Endostatin所介导）而导致的心肌细胞形成障碍。.4、EphB4基因敲除的胚胎干细胞系(EphB4-/- ESC)向心肌细胞定向分化能力明显障碍，提示EphB4基因可能参与心肌细胞的定向分化过程。.5、在上述分化体系中，共聚焦显微镜结果提示在绿色区域（代表心肌细胞）富集区域，红色区域也非常集中（代表EphB4阳性细胞）。同时，红色区域与CD31染色的蓝色阳性区域（代表内皮细胞）重叠，免疫组化染色提示为紫色，说明EphB4阳性细胞为内皮细胞，并高度提示内皮细胞可能借助EphB4信号通路介导心肌细胞的定向分化。.6、内皮细胞跨膜培养可以促进心肌细胞定向分化，表明内皮细胞是通过旁分泌细胞因子参与胚胎干细胞向心肌细胞的分化过程。