科学家发现冠状动脉新起源

今天，国际知名学术期刊《科学》在线发布了中国科学院上海生命科学研究所营养科学研究所周斌研究组关于冠状动脉起源的最新研究成果。这项研究首次使用遗传谱系追踪技术揭示了冠状动脉血管的新起源——心内膜。这一重要发现为临床心肌梗死血管生成治疗和体外人工心脏血管生成研究奠定了理论基础。

《科学》杂志的编辑和评论专家高度评价了这项工作的开创性意义。他们认为这项研究工作是心血管领域的重大突破，对发展和再生领域的其他研究工作具有指导意义。该杂志对这一研究结果作了特别评论，作为一篇重点文章。美国哈佛大学著名发展科学家伯恩斯教授评论说，这项研究是在寻找冠状动脉起源方面的突破性研究成果，并指出这项研究为再生医学研究带来了新的希望，以降低心肌梗死后心力衰竭的发病率和死亡率。《科学》杂志编辑珀内尔博士认为，这项研究发现，心脏在出生后生成新冠状动脉的能力有利于心血管再生疗法的研究。

由冠心病引起的心肌梗死是世界上疾病死亡的主要原因。冠状动脉如何发展是一个对人类健康和疾病具有重要意义的基本生物学问题，它将为先天性心脏病和成人心血管疾病的再生医学治疗提供重要信息。至于冠状动脉的起源，以前的研究主要集中在妊娠中期，即冠状动脉血管最初在心脏中形成的时期。一般认为，出生后的冠状动脉血管来源于胚胎时期形成的冠状动脉血管，但这一假设尚未得到严格证明。

胚胎冠状动脉血管最初形成覆盖心脏外表面的血管丛。心肌组织由致密心肌层和心肌小梁组成。外部致密心肌层形成*心室壁，而内部心肌小梁形成进入心室腔的指状突起。致密心肌形成并形成心内冠状动脉血管，而心肌小梁由于缺乏心内冠状动脉血管而与心室腔中的血液直接交换氧和营养物。然而，出生后，心脏内侧的心肌小梁经历致密化过程并与外致密心肌层融合。心脏内部新形成的致密心肌层由冠状动脉血管提供丰富的血液。然而，出生后新形成的致密心肌层中血管生成的发展过程尚不清楚。

据周斌研究员介绍，本研究采用转基因小鼠结合系谱追踪技术来研究冠状动脉的起源和发展机制。研究发现，心脏中的部分冠状动脉是在出生后新形成的，而不是从胚胎时期已经形成的血管中扩张出来的。心室壁外侧的冠状动脉血管来源于早期胚胎发育时产生的血管。位于室间隔的冠状血管形成于胚胎发育中期。心室壁内的冠状血管是出生后新形成的。

"这项研究重新定义了冠状动脉的生长模式和血管生成的概念."根据冠状动脉在时间和空间上的发展差异，周斌等人首次提出冠状动脉的起源可以分为两个血管组:第一个血管组位于心室壁外，第二个血管组位于心脏内(包括心室壁内和室间隔内)。定量分析表明，第二冠状动脉组供应心脏大部分心肌血流量，这对出生后心脏本身的血液供应具有重要意义。

同时，研究还发现，源自两个血管组的冠状动脉血管通过不同的发育机制形成，并且在出生后保持空间分离。第一个冠状动脉血管组来自胚胎心脏的初始冠状动脉血管组产生的心外膜祖细胞。心内膜是第二个冠状动脉组的起源。心内膜不仅仅是一层衬着心肌小梁的膜，心内膜干/祖细胞可以分化成成纤维细胞、间充质细胞、平滑肌细胞和血管内皮细胞。心内膜干/祖细胞作为冠状动脉血管内皮细胞的汇集，在心肌小梁融合过程中迁移并分化为血管内皮细胞，这是出生后快速增加冠状动脉血管的有效方法，从而提供足够的血流来冲洗迅速增厚的心肌层以增强泵功能。

专家认为，这种出生后冠状动脉快速生长的内源性机制为探索心肌致密化不全、先天性冠状动脉瘘等先天性心脏病的发病机制、诊断和治疗提供了重要线索，也为冠心病心肌梗死后的冠状动脉血运重建治疗和体外人工心脏血管生成研究奠定了理论基础，提供了新的研究途径和思路。

本研究主要由副研究员田、研究助理胡天元、博士后张辉、博士生何灵娟等在研究带头人的指导下完成。同时，得到了复旦大学中山医院闫妍教授、军医大学杨晓教授、复旦大学钟涛教授和哈佛大学普威廉教授的大力支持。

据报道，这项研究得到了国家科技部、基金会委员会、中国科学院、*组织部和上海市科委的资助。(来源:黄鑫，科学网)