成纤维细胞是心脏的重要组成部分，它们在心脏结构、发育和对心脏损伤的反应中发挥着关键作用。在此背景下，巴塞罗那大学领导的一项最新研究提出了一种创新的体外模型，该模型能够精确分析心脏成纤维细胞的激活机制、细胞身份和功能特性。这些细胞不仅在心脏胚胎发育过程中至关重要，还在与各种心血管疾病相关的纤维化过程中发挥决定性作用。
这项发表在《疾病模型与机制》(Disease Models and Mechanisms)期刊上的突破性成果，代表了首个在转基因小鼠中开发的体外模型，该模型能够特异性分离源自心脏外层（心外膜）的成纤维细胞。
这一创新工具使研究人员能够更精确地分析这些细胞在心脏纤维化中的作用，并为筛选和开发新的治疗策略铺平道路，而目前针对心脏纤维化的药物治疗仍缺乏完全有效的解决方案。
该研究由巴塞罗那大学生物医学研究所(IBUB)首席研究员、生物学系细胞生物学、生理学和免疫学部的巴塞罗那大学细胞技术研究组(Celltec UB)成员奥菲莉亚·马丁内斯-埃斯特拉达教授领导。主要作者是同样来自Celltec UB研究组和IBUB的克劳迪娅·穆勒-桑切斯和玛丽亚·格特鲁迪斯·穆尼兹-班塞利亚。合著者包括Celltec UB的曼努埃尔·雷纳教授和同研究组及巴塞罗那大学神经科学研究所(UBneuro)的弗朗西斯克·X·索里亚诺教授。
在心脏发育中发挥关键作用的细胞
在过去的几十年中，已经开发出多种基于WT1基因表达的转基因小鼠模型。该基因在心脏发育过程中在心外膜和心外膜衍生细胞中表达，并在冠状血管系统的发育中也起着关键作用。
作为研究的一部分，研究团队开发了一种三重转基因小鼠模型，该模型通过WT1基因活性的报告表达，实现对心外膜衍生成纤维细胞的追踪和表征。
"心外膜衍生的成纤维细胞是胚胎心脏形成和心脏纤维化过程中的关键细胞。"
奥菲莉亚·马丁内斯-埃斯特拉达教授，巴塞罗那大学细胞生物学、免疫学和生理学系及IBUB
"利用这一动物模型，我们成功地选择性获得了永生化成纤维细胞。结果是一个有价值且多功能的体外平台，使我们能够研究这些细胞的活化、分化和可塑性，而这些过程对成人心脏纤维化至关重要，"主要作者克劳迪娅·穆勒-桑切斯和玛丽亚·格特鲁迪斯·穆尼兹-班塞利亚表示，她们已被选入该期刊的"第一人称"栏目。
修复心脏病发作留下的疤痕
除了这些发现外，研究团队还成功优化了细胞培养条件，以选择性促进特定成纤维细胞亚群的生长，从而增强了文章中提出的模型的灵活性。这些进展可能会加深我们对这些细胞功能的理解。
"本研究中生成的永生化成纤维细胞为识别刺激诱导心脏成纤维细胞纤维化的途径提供了有价值的手段。这一科学贡献可作为体内研究的补充工具，"克劳迪娅·穆勒-桑切斯和玛丽亚·格特鲁迪斯·穆尼兹-班塞利亚解释道。
能够对这些细胞进行基因修饰，为开发针对不同标记物的模型开辟了新的可能性。"这一突破将帮助我们更好地理解驱动心脏纤维化的细胞和分子过程，并将促进开发更有针对性和更有效的治疗方法，"专家们指出。
"该模型的科学意义还超出了心脏发育研究的范畴，"他们继续说道。"心脏病发作后增殖的成纤维细胞与新生儿成纤维细胞非常相似，这一特性突显了我们模型的相关性，因为在成年哺乳动物中，心脏的再生能力有限。"
"此外，心脏病发作后的恢复是通过疤痕形成实现的，而源自心外膜的成纤维细胞在这一过程中起着核心作用，"作者指出。"理解调控心脏成纤维细胞增殖和分化为特定亚群的机制，有助于开发治疗策略，在保留心脏损伤后必要的伤口愈合过程的同时，减轻病理性纤维化的影响，"研究人员总结道。
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