12月9日，Circulation Research 在線發(fā)表了中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院營養(yǎng)科學(xué)研究所心臟發(fā)育與再生實(shí)驗(yàn)室的研究論文：Endocardium Contributes to Cardiac Fat。該研究利用遺傳譜系示蹤技術(shù)揭示心臟心內(nèi)膜細(xì)胞形成心肌內(nèi)脂肪，為部分脂肪過多的心肌病的研究提供了理論基礎(chǔ)和新的思路。

肥胖與一些常見性疾病如2型糖尿病、心血管疾病，脂肪肝等的發(fā)生具有重要關(guān)系。與肥胖相關(guān)的心血管疾病也是威脅人類健康及生命的重要因素之一。因此，人體內(nèi)脂肪的起源越來越受到人們的關(guān)注，這也是關(guān)系到人類健康的基本生物學(xué)問題。與心臟相關(guān)的脂肪主要分布在心臟周圍和心臟內(nèi)部。心臟內(nèi)脂肪的過多積聚與很多的心血管疾病息息相關(guān)，如心率失常性右心室心肌病、心肌梗塞后左心室心動(dòng)過速、動(dòng)脈粥樣硬化等。因此，研究心臟內(nèi)脂肪的起源對(duì)于這些心血管疾病的治療具有重要意義。近年研究發(fā)現(xiàn)心外膜細(xì)胞參與形成了心臟周圍的脂肪細(xì)胞，而且在發(fā)生心肌梗塞后能夠被再度激活分化為脂肪細(xì)胞。但是關(guān)于心臟內(nèi)部脂肪細(xì)胞的起源至今仍知之甚少。

研究表明胚胎期的心內(nèi)膜細(xì)胞是位于心臟內(nèi)側(cè)覆蓋于心肌小梁之上的一層內(nèi)皮細(xì)胞。在心臟瓣膜形成時(shí)，心內(nèi)膜細(xì)胞可以發(fā)生內(nèi)皮間充質(zhì)化，從而轉(zhuǎn)分化為間充質(zhì)細(xì)胞。在胚胎后期及新生兒期，心內(nèi)膜細(xì)胞可以轉(zhuǎn)分化為血管內(nèi)皮從而形成冠狀動(dòng)脈。營養(yǎng)所周斌組在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)小鼠心臟內(nèi)脂肪從出生后3-4周開始出現(xiàn)，并隨著周齡的增大而逐漸增多，而且成體心臟內(nèi)脂肪大多分布在靠近心內(nèi)膜的心肌層內(nèi)，正是這種分布特點(diǎn)引起了研究團(tuán)隊(duì)的關(guān)注。

在周斌指導(dǎo)下，研究人員構(gòu)建了能夠特異性標(biāo)記胚胎期心內(nèi)膜細(xì)胞的工具小鼠對(duì)胚胎期心內(nèi)膜進(jìn)行示蹤，發(fā)現(xiàn)大約40%的成體心臟內(nèi)脂肪來源于胚胎期被標(biāo)記的心內(nèi)膜細(xì)胞。由于心內(nèi)膜細(xì)胞既可以形成冠狀血管，也可以形成心臟內(nèi)脂肪，那么心臟內(nèi)的脂肪是不是通過心內(nèi)膜-冠狀血管-心臟內(nèi)脂肪的途徑產(chǎn)生的呢？通過利用能夠特異性標(biāo)記冠狀血管的工具小鼠對(duì)冠狀血管進(jìn)行示蹤，發(fā)現(xiàn)冠狀血管并不參與心臟內(nèi)脂肪的形成。

然而心內(nèi)膜細(xì)胞是直接參與形成心臟內(nèi)脂肪，還是通過胚胎早期發(fā)生的內(nèi)皮間充質(zhì)化過程形成心臟內(nèi)脂肪，即心內(nèi)膜-間充質(zhì)細(xì)胞-心臟內(nèi)脂肪途徑呢？研究人員利用標(biāo)記出生后內(nèi)皮細(xì)胞的工具小鼠研究發(fā)現(xiàn)，正常發(fā)育過程中，小鼠出生后的心內(nèi)膜不再參與形成心臟內(nèi)脂肪。在發(fā)生心肌梗塞后，成體心內(nèi)膜細(xì)胞也不再參與形成心臟內(nèi)脂肪細(xì)胞。由此可以推測(cè)心內(nèi)膜細(xì)胞可能通過內(nèi)皮間充質(zhì)化過程形成間充質(zhì)細(xì)胞，間充質(zhì)細(xì)胞繼而發(fā)育成為脂肪。進(jìn)一步對(duì)心內(nèi)膜細(xì)胞進(jìn)行了單克隆示蹤分析。絕大多數(shù)的心內(nèi)膜細(xì)胞只具有單一潛能，即只能分化為冠狀血管或脂肪細(xì)胞，少數(shù)具有雙向潛能，既能分化為冠狀血管，也能分化為脂肪細(xì)胞。此外，研究還探索了心臟內(nèi)脂肪的其它來源，對(duì)心肌細(xì)胞和心外膜細(xì)胞進(jìn)行了示蹤，發(fā)現(xiàn)心外膜細(xì)胞也可以參與形成部分心臟內(nèi)脂肪細(xì)胞。

該研究利用多種遺傳工具小鼠系統(tǒng)全面地探索了正常發(fā)育過程中心臟內(nèi)脂肪的起源，對(duì)病理?xiàng)l件下心臟內(nèi)脂肪的起源具有重要參考價(jià)值，也為與脂肪相關(guān)的心血管疾病的治療提供了新的思路。

該課題主要由營養(yǎng)所博士張輝等在研究員周斌的指導(dǎo)下完成。該工作得到了合作者香港中文大學(xué)教授呂愛蘭、阜外醫(yī)院教授胡盛壽的大力幫助，獲科技部“973”項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金等支持。

心內(nèi)膜來源的細(xì)胞（紅色）形成PLIN＋的脂肪細(xì)胞（綠色），白色的為細(xì)胞核。