科學家們發現了對形成心臟瓣膜必不可少的新型免疫細胞

加州大學洛杉磯分校(UCLA)的研究人員首次確定了免疫細胞的起源，免疫細胞在健康心臟瓣膜的形成中起著至關重要的作用。這些發現可以為心臟瓣膜疾病的新治療鋪平道路，這種疾病可能是由先天性缺陷、衰老或疾病引起的。

他們的研究由加州大學洛杉磯分校分子、細胞和發育生物學副教授、加州大學洛杉磯分校(UCLA)ELI和Edythe Bland再生醫學和幹細胞研究中心成員Atsushi「Austin」Nakano博士領導，並發表在雜誌上。發育細胞.

在Nakano先前的研究基礎上，這項新的研究發現，胚胎心臟管會產生血液祖細胞，而這些細胞反過來會產生稱為巨噬細胞的特異性免疫細胞。研究還顯示，這些心臟來源的巨噬細胞特別善於消耗多餘的組織，這一技能使得它們對於心臟瓣膜的形成和維持是不可或缺的。

人類心臟有四個瓣膜-組織紙薄膜，不斷打開和接近控制心臟的血液流動。當瓣膜不能正常工作時，流向身體的血液就會中斷，從而使心臟緊張，導致心力衰竭、中風或猝死。

中野說：「當瓣膜嚴重受損時，它們無法修復；替換手術是唯一的選擇。」「找出有助於瓣膜健康的細胞可以揭示新的、較少侵襲性治療的目標。」

目前，醫生有兩種替換瓣膜的選擇：機械瓣膜，需要終生使用血液稀薄藥物；生物瓣膜，由牛、豬或人類心臟組織製成，通常每10至15年更換一次。

由於更換瓣膜通常需要自己更換-尤其是在兒童中，因為他們往往在成年前多次超過瓣膜置換-而且由於任何改變心臟的手術都會帶來風險，中野說，治療瓣膜紊亂的新方法是迫切需要的。

在2013年的一項利用老鼠的研究中，Nakano和他實驗室的同事發現，心臟管-胚胎心臟在開始抽血之前的形式-有助於產生身體早期的血細胞，即所謂的血液祖細胞。就像幹細胞可以在體內形成任何類型的細胞一樣，血液祖細胞可以產生幾種不同類型的血液和免疫細胞。但與幹細胞不同的是，血液祖細胞不能在生物體整個生命周期內自我更新。

「自從我們發現心臟管產生一些血液祖細胞以來，我們一直在試圖找出原因，」Nakano說。「血液祖細胞在發育中的胚胎的其他部位產生的數量要多得多。讓心臟管產生血液祖細胞就像有一個小的，生產效率不高的工廠，就像從一家更大、更有生產力的工廠走過來。如果兩個工廠生產相同的東西-在這種情況下，血液祖細胞-為什麼不只是一個大工廠呢？「

回答這個問題並不是一項簡單的任務，部分原因是心臟管改變了形狀，在發育的幾天內就開始跳動。隨著每一次心跳，來自發育中的胚胎的血液和免疫細胞流入心臟，然後又迴流，這使得很難確定心臟中血細胞的來源。

在這項同樣使用老鼠的新研究中，研究小組在心臟管開始抽血並在實驗盤中繼續生長之前，將其他血液和免疫細胞從方程式中剔除。由於沒有循環血液污染他們的樣本，研究小組觀察到心臟來源的血液祖細胞正在產生巨噬細胞。

巨噬細胞(希臘語中的「大食者」)駐留在組織中，在血液中環遊身體，尋找並食用有害的、受損的或不必要的細胞。先前的研究表明，心臟瓣膜中存在巨噬細胞，但Nakano的團隊首先發現了它們在心臟瓣膜中的作用：吞噬多餘的細胞，使瓣膜變得薄而高效。這個過程始於發育中的胚胎，並在出生後繼續進行；巨噬細胞留在瓣膜中，以幫助它們在整個生命周期中保持形狀。

「眾所周知，心臟瓣膜中存在巨噬細胞，但在我們觀察到巨噬細胞在心臟導管中發育之前，還沒有人將它們釘牢，直到它們從哪裡來，」Nakano說。

為了測試心臟產生的巨噬細胞對瓣膜的形成和重塑有多重要，科學家們阻止了它們的產生，看它是否有任何影響。他們發現身體中的其他巨噬細胞-血液循環中的巨噬細胞-進入心臟，但對瓣膜的重塑並不有效。沒有心臟來源的巨噬細胞，心臟瓣膜仍然厚實而笨重。

「這向我們表明，在心臟管中產生的巨噬細胞特別擅長於吞噬多餘的組織，」Nakano說。「這使得它們不僅對心臟瓣膜的形成至關重要，而且對心臟瓣膜的終生維持也至關重要。」

中野說，他希望這一發現將為更永久地解決心臟瓣膜疾病鋪平道路，也許可以通過促進或抑制心臟源性巨噬細胞的活動來調節心臟瓣膜的形成。他說，而且，由於這些巨噬細胞在人的一生中始終存在於身體中，有一天有可能針對它們來治療日後出現的瓣膜問題。

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