心脏成纤维细胞向肌成纤维细胞转变的显微图像。
心脏成纤维细胞向肌成纤维细胞转变的显微图像。(来源:Leslye Venegas y Danica Jimenez,Wikimedia Commons,CC BY 4.0)(Leslye Venegas y Danica Jimenez / Wikimedia Commons;CC BY 4.0)

静息细胞使促纤维化反应更容易观察

心脏纤维化药物研究需要区分细胞原有的活化状态与药物引起的变化。斯坦福大学(Stanford University)团队在 Circulation Research 报道人诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSC)来源的心脏成纤维细胞模型,强调其在早期传代中保持静息表型。

作者以 α 平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,αSMA)阳性细胞比例评价成纤维细胞的活化。模型在未受刺激时保持较低的 αSMA 阳性比例,随后可用于观察促纤维化刺激及药物的作用。

促纤维化刺激与抑制剂产生不同表达变化

转化生长因子 β(transforming growth factor β,TGFβ)刺激后,模型的 ACTA2、POSTN 与 αSMA 表达增加。TGFβ 通路抑制剂 SB431542 则抑制这些变化,提示细胞可响应促纤维化与相应抑制信号。

刺激还使多种胶原、纤连蛋白及细胞与基质连接相关基因表达上升。研究把细胞活化标志物与细胞外基质相关表达同时纳入观察,以描述纤维化表型的不同组成。

吡非尼酮抑制活化,多柔比星诱发促纤维化表型

药物比较中,吡非尼酮(pirfenidone)抑制 TGFβ 诱导的 αSMA 阳性细胞增加,并呈剂量依赖趋势。多柔比星(doxorubicin)则在同一类细胞中诱发促纤维化表型,其 αSMA 阳性细胞比例也随剂量变化。

原文图 5 的相关数据来自 3 条独立 iPSC 细胞系。研究以这些不同方向的药物反应说明:保持静息状态的心脏成纤维细胞,可用于体外评价促纤维化和抗纤维化作用。

来源与延伸阅读

  1. Generation of Quiescent Cardiac Fibroblasts From Human Induced Pluripotent Stem Cells for In Vitro Modeling of Cardiac Fibrosis. Circulation Research. 2019. doi:10.1161/circresaha.119.315491 ↗