目的 心脏成纤维细胞占心脏细胞数量的 50%以上,在心脏生理病理过程中发挥重要作用。 小鼠出生后 7 d 是心脏失去再生能力的时间转折点,本研究着眼于研究心脏成纤维细胞在小鼠出生后早期数量及性状 的变化情况,为心肌再生机制研究提供基础性实验数据。

方法 出生 1 d 和 7 d 的 C57 小鼠进行心尖切除手术 (Apex resection,AR),体视镜拍照及 HE 染色观察心尖处切口,21 d 后观察再生情况;分离出生后 1 d 和 7 d 的 C57 小鼠心脏组织,称取心脏湿重比较重量差异,病理切片进行 HE 染色观察两个时间点的心脏病理结构,免疫荧光染 色观察 1 d 和 7 d 心脏组织中成纤维细胞数量变化;为了更加准确定量心脏成纤维细胞的数量变化,我们利用成纤 维细胞表面标志物胸腺细胞分化抗原 1(Thymocyte differentiation antigen 1, Thy1)通过流式分选技术对心脏组织细 胞悬液进行心肌成纤维细胞的分选,比较 1 d 和 7 d 小鼠心脏组织中心肌成纤维细胞比例;为了验证心脏成纤维细 胞性状是否发生变化,我们分离 1 d 和 7 d 小鼠心脏成纤维细胞,分析成纤维细胞的特异性标志物 Thy1、成纤维细 胞特异性蛋白( Fibroblast-specific protein 1, Fsp-1)、骨膜蛋白( Periostin)、血小板衍生生长因子受体 α( platelet- derived growth factor receptor α,Pdgfrα)、Ⅰ型胶原 α1(Collagen alpha-1,Col1a1)、转录因子 21(Transcription factor 21, Tcf21)在 mRNA 水平的表达变化情况。

结果 出生 1 d 的小鼠心尖切除手术后 21 d 可以完全再生(再生率为 86. 67%),而 7 d 小鼠手术后不能完全再生(再生率为 0);小鼠出生后 7 d 心脏组织平均比 1 d 心脏湿重重 13. 13 mg(3. 11 倍)(1 d: (6. 22±0. 19),7 d: (19. 35±0. 56),P<0. 0001;n = 6)。 心脏成纤维细胞免疫荧光染色证明,7 d 心脏成纤维细胞数量明显高于 1 d 心脏;流式细胞分选证明小鼠出生后 7 d 心脏组织中心肌成纤维细胞占总细胞 比例比出生后 1 d 时高 2. 9%(1. 38 倍)(1 d: (7. 7±0. 74),7 d: (10. 6±0. 95),P= 0. 029;n = 3);在成纤维细胞转录 水平,成纤维细胞标志蛋白 Thy1、Fsp-1、Periostin 在小鼠出生后 7 d 表达高于出生后 1 d 的成纤维细胞(Thy1: 1 d: (1. 01±0. 12),7 d: (2. 71±0. 27),P= 0. 0288;Fsp-1: 1 d: (1. 04±0. 27),7 d: (5. 28±0. 10),P = 0. 0046;Periostin: 1 d:(0. 91±0. 01),7 d:(1. 13±0. 05),P= 0. 0119;n = 3),而 Pdgfrα、Col1a1、Tcf21 三种成纤维细胞标志蛋白表达则低 于出生后 1 d 的小鼠心脏中的成纤维细胞(Pdgfrα: 1 dL: (1. 09±0. 04),7 d: (0. 62±0. 01),P = 0. 0068;Col1a1: 1 d: (1. 00±0. 09),7 d: (0. 57±0. 02),P= 0. 0433;Tcf21: 1 d: (1. 00±0. 03),7 d: (0. 54±0. 02),P = 0. 0054;n = 3), 证明出生后 1 d 到 7 d 的过程中心脏成纤维细胞性状发生了变化。

结论 小鼠出生后早期(1 d 和 7 d)心脏成纤维 细胞的比例和性状均发生了明显变化,为研究哺乳动物心肌再生能力的丢失的机制研究提供一定的线索。