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    小鼠胚胎心包內(nèi)動脈心外膜的形成及其細胞的分布變化

    2021-10-21 02:20:22李云華王佳佳曹錫梅李海榮景雅謝建山楊艷萍
    關(guān)鍵詞:心外膜箭頭側(cè)壁

    李云華,王佳佳,曹錫梅,李海榮,景雅,謝建山,楊艷萍

    (山西醫(yī)科大學(xué)組織胚胎學(xué)教研室,太原 030001)

    心外膜是覆蓋心肌外表面的上皮組織,起源于原始橫膈的心外膜前體(proepicardium,PE)[1,2]。心外膜生長障礙導(dǎo)致心肌不致密、瓣膜畸形和冠狀動脈異常等,因此,研究心外膜的發(fā)育對探討這些畸形的發(fā)生機制具有重要意義。雞胚流出道(outflow tract, OFT)近段的心外膜(epicardium spreading over the cardiac tube,cEP)是PE衍生的,遠段的心外膜稱為動脈心外膜(arterial epicardium,aEP)來自于aPE(arterial proepicardium)[3],即覆蓋動脈囊基部(OFT與心包腔背側(cè)壁交界處)的心包上皮[4]。小鼠胚胎OFT遠段的心外膜是否同樣有不同于PE的起源仍需證實。

    胚胎心臟OFT在分隔前,其管壁由心外膜、心肌和心內(nèi)膜構(gòu)成。OFT心肌來自于第二生心區(qū)(second heart field,SHF),后者包括咽前間充質(zhì)、鰓弓核心間充質(zhì)和心包腔背側(cè)壁臟壁中胚層[5]。OFT形成后,依據(jù)其組織學(xué)結(jié)構(gòu)及重塑結(jié)果可分為心肌部(即OFT近段)和非心肌部(即OFT遠段)。隨發(fā)育,OFT非心肌部分隔為心包內(nèi)升主動脈和肺動脈干[6]。隨后SHF來源的間充質(zhì)細胞分化為動脈中膜的平滑肌細胞(smooth muscle cells,SMCs)[7],兩動脈壁表面則覆蓋有心外膜。由于SHF前體細胞部分分布于心包腔背側(cè)壁,而Pérez-Pomares等認為的心包內(nèi)主、肺動脈心外膜的起源是動脈囊基部表面的心包膜上皮[4],二者是否屬于同一結(jié)構(gòu),即aPE是否屬于SHF尚不清楚。

    心外膜細胞可經(jīng)上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化形成間充質(zhì)細胞(epicardial-derived cells,EPDCs)。已證實EPDCs 為多能干細胞[8],可分化為心肌細胞、冠狀血管壁的內(nèi)皮細胞與SMCs[1,8],也參與房室瓣的形成[9]。而aEP是否也可產(chǎn)生EPDCs,是否參與動脈壁的發(fā)育有待進一步研究。

    因此,本研究用免疫組織化學(xué)染色和原代心外膜祖細胞(epicardial progenitor cells,EpiCs)培養(yǎng)等方法系統(tǒng)觀察小鼠胚胎心臟心外膜的形成、OFT的分隔與重塑等過程,探討小鼠胚胎心包內(nèi)aEP的起源,形成過程及其所含細胞在心包內(nèi)主、肺動脈管壁發(fā)育過程中可能的作用。

    材料與方法

    1 實驗材料

    9周齡健康ICR小鼠由山西醫(yī)科大學(xué)實驗動物中心提供[動物生產(chǎn)許可證號:SCXK(晉)2019-0004]。雌雄小鼠以2:1于18點合籠,次晨含陰栓雌鼠計為胚齡0.5d(embryonic day 0.5,E0.5)。實驗中對動物的處理方法符合山西醫(yī)科大學(xué)倫理委員會對動物實驗的要求和規(guī)定。取E9.5—E16胚胎,石蠟包埋,制作7μm連續(xù)石蠟切片。

    2 免疫組織化學(xué)染色

    ABC法染色:石蠟切片脫蠟、水化、3%過氧化氫、TENG-T預(yù)處理后,分別用兔抗Sox-9抗體(1:50, Santa Cruz公司)、羊抗Tbx18抗體(1: 50, Santa Cruz公司)、兔抗胰島素增強子結(jié)合蛋白1(insulin gene enhancer binding protein 1, Isl1)抗體(1:700,ABclonal公司)、兔抗重組anti-Wilms Tumor蛋白(WT1)抗體(1:1000, Abcam公司)、小鼠抗α-平滑肌肌動蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)抗體)(1:1500, 武漢博士德生物工程有限公司)、小鼠抗心肌肌球蛋白重鏈(myosin heavy chain, MHC)抗體(1:1500, Upstate公司)4℃過夜孵育,生物素標(biāo)記羊抗小鼠/兔IgG(武漢博士德生物工程有限公司)或生物素標(biāo)記驢抗羊IgG(1:500, Jackson公司)和SABC試劑分別37℃孵育30min,DAB顯色,顯微鏡下觀察并攝片。

    雙重免疫熒光染色:石蠟切片脫蠟、水化、TENG-T預(yù)處理后,選用兔抗Isl1抗體和小鼠抗α-SMA抗體,兔抗WT1抗體和小鼠抗α-SMA抗體混合,4℃過夜孵育,相應(yīng)混合羊抗兔IgG-Cy3和羊抗小鼠IgG-FITC(1:100,武漢博士德生物工程有限公司),37℃避光孵育1h,DAPI室溫10min,抗熒光衰減封片劑封片后,熒光顯微鏡下觀察并攝片。

    3 原代心外膜祖細胞培養(yǎng)

    體式顯微鏡下解剖出心包內(nèi)主、肺動脈,將組織放入六孔板,蓋壓無菌蓋玻片。滴加含10%血清、1%青鏈霉素的高糖DMEM培養(yǎng)基,將6孔板移入培養(yǎng)箱中。48h后移除組織,加入含20ng/ml 血小板衍生生長因子-BB(platelet-derived growth factor-BB,PDGF-BB)(PE-PROTECH公司),倒置顯微鏡繼續(xù)觀察培養(yǎng)并攝片。

    4 細胞免疫熒光染色

    細胞經(jīng)4%多聚甲醛、0.25%Triton X-100、5%BSA預(yù)處理后,選用兔抗WT1抗體、兔抗Tbx18抗體(1:100, Abcam公司)、兔抗WT1抗體和小鼠抗α-SMA抗體混合、兔抗Tbx18抗體和小鼠抗α-SMA抗體混合,4℃過夜孵育。相應(yīng)選擇羊抗兔IgG-Cy3、混合羊抗兔IgG-Cy3和羊抗小鼠IgG-FITC,37℃避光孵育1h,DAPI室溫8min,抗熒光衰減封片劑封片后,激光共聚焦顯微鏡觀察并攝片。

    結(jié) 果

    1 E9.5小鼠胚胎OFT的發(fā)育與PE來源心外膜細胞的遷移

    E9.5小鼠胚胎,OFT遠端與動脈囊相連(圖1A),該部位心肌細胞特異性標(biāo)記物MHC呈弱陽性(圖1B箭頭),而心肌細胞早期分化標(biāo)記物α-SMA呈強陽性(圖1A箭頭)。SHF前體細胞標(biāo)記物Isl1表達于心包腔背側(cè)壁臟壁中胚層(圖1C細箭頭)以及與之相延續(xù)的OFT遠端(圖1C箭頭),提示Isl1免疫反應(yīng)陽性SHF前體細胞向OFT遠端延伸并分化為心肌細胞。靜脈端可見PE分布有較多WT1或Tbx18免疫反應(yīng)陽性細胞(圖1D、E),與房室管、左心室表面散在的WT1、Tbx18免疫反應(yīng)陽性細胞直接相鄰(圖1D、E箭頭)。提示可能此期PE的細胞已遷移至胚胎心臟房室管,并開始向與房室管相連的心房與心室擴展。

    圖1 胚齡9.5d胚胎橫切面α-SMA、MHC、Isl1、WT1和Tbx18表達的免疫組織化學(xué)檢測。A,α-SMA;B,MHC;C,Isl1;D,WT1;E,Tbx18。比例尺,100μm。OFT, 流出道;AS, 動脈囊;AVC, 房室管;AT, 心房;LV, 左心室;PC, 心包腔;PE, 心外膜前體Fig. 1 Immunohistochemical staining for the expression of α-SMA, MHC, Isl1, WT1 and Tbx18 in the transversal sections of mouse embryos at E9.5.A, α-SMA; B, MHC; C, Isl1; D, WT1; E, Tbx18. Scale bar, 100μm. OFT, outflow tract; AS, aortic sac; AVC, atrioventricular canal; AT, atrium; LV, left ventricle; PC, pericardial cavity; PE, proepicardium

    2 E10.5小鼠胚胎OFT的發(fā)育與心外膜的形成

    E10.5小鼠胚胎,動脈囊仍位于心包腔外(圖2A)。MHC在OFT壁的表達與E9.5相似,由近端向遠端逐漸減弱(圖2B箭頭),而在OFT壁與心包腔背側(cè)壁返折處,Isl1與α-SMA表達較強(圖2A、C箭頭),說明Isl1陽性細胞繼續(xù)向心肌細胞分化并向OFT遠端添加,使OFT增長。Isl1免疫反應(yīng)陽性的SHF細胞分布于心包腔背側(cè)壁(圖2C細箭頭)與前腸腹側(cè)間充質(zhì)(圖2C星號)。連續(xù)切片觀察,WT1和Tbx18免疫反應(yīng)陽性的心外膜細胞呈單層扁平狀,廣泛分布于心房、房室管、心室壁的外表面(圖2D、E)。在與右心室相接的OFT壁,WT1和Tbx18陰性表達,說明OFT壁心外膜尚未形成(圖2F、G)。此期由胚胎動脈端到靜脈端,心包壁層大部表達WT1(圖2H箭頭),但在Isl1陽性的心包腔背側(cè)壁(圖2I箭頭)未見WT1陽性細胞分布(圖2H)。

    圖2 胚齡10.5d心橫切面α-SMA、MHC、Isl1、WT1和 Tbx18表達的免疫組織化學(xué)檢測。A,α-SMA;B,MHC; C和I,Isl1;D、F和H,WT1;E和G,Tbx18。比例尺,100μm。OFT, 流出道;AS, 動脈囊; PC, 心包腔;AT, 心房;AVC, 房室管;RV, 右心室;LV, 左心室;FG,前腸Fig. 2 Immunohistochemical staining for the expression of α-SMA, MHC, Isl1, WT1and Tbx18 in the transversal sections of mouse embryonic hearts at E10.5. A, α-SMA; B, MHC; C and I, Isl1; D, Fand H, WT1; E and G, Tbx18. Scale bar, 100μm. OFT, outflow tract; AS, aortic sac; PC, pericardial cavity; AT, atrium; AVC, atrioventricular canal; RV, right ventricle; LV, left ventricle; FG, foregut

    3 E11小鼠胚胎OFT的發(fā)育與心外膜的分布變化

    E11小鼠胚胎,動脈囊進入心包腔,其壁為MHC陰性,因此形成OFT的非心肌部(圖3A、B)。其遠端及其與之相延續(xù)的心包腔背側(cè)壁呈Isl1免疫反應(yīng)陽性(圖3C箭頭),相鄰切片免疫組化染色顯示OFT非心肌部遠端同時表達α-SMA(圖3A箭頭)、但不表達MHC(圖3B箭頭),說明Isl1免疫反應(yīng)陽性的SHF細胞不再向心肌細胞分化。WT1的表達開始出現(xiàn)在Isl1陽性的心包腔背側(cè)壁以及與之相連的OFT遠端壁的表面(圖3D細箭頭)。在與右心室相連的OFT心肌部外表面,WT1免疫反應(yīng)陽性的cEP清晰可見,但與OFT非心肌部遠端的WT1陽性細胞帶即aEP之間缺乏連續(xù)性(圖3D箭頭),進一步提示OFT心肌部與非心肌部的心外膜有不同來源。Tbx18在OFT非心肌部以及相連的心包腔背側(cè)壁表達呈免疫反應(yīng)弱陽性(圖3E細箭頭)。心包腔背側(cè)壁與OFT非心肌部的WT1陽性細胞呈單層立方狀(圖3F、G箭頭),而OFT心肌部的心外膜為單層扁平上皮(圖3F、H箭頭)。向靜脈端移行,與心房相鄰的Isl1陽性的心包腔背側(cè)壁(圖3I箭頭),WT1表達仍為陰性(圖3J箭頭),即僅心臟動脈端相鄰的心包腔背側(cè)壁上皮開始表達WT1。

    圖3 胚齡11d心橫切面α-SMA、MHC、Isl1、WT1和 Tbx18表達的免疫組織化學(xué)檢測和組織學(xué)特征分析。A, α-SMA;B, MHC;C和I,Isl1;D和J,WT1;E,Tbx18;F,組織學(xué)特征的HE染色觀察;G和H,分別為F中的F1和F2的局部放大。比例尺,100μm。PC,心包腔;non-myo OFT,OFT非心肌部;FG,前腸;RA,右心房;LA,左心房Fig. 3 Immunohistochemical staining for the expression of α-SMA, MHC, Isl1, WT1 and Tbx18 in the transversal sections of mouse embryonic hearts at E11 and their histological characteristic analysis. A, α-SMA; B, MHC; C and I, Isl1; D and J, WT1; E, Tbx18; F, analysis by HE staining for histological characteristics; G and H, magnification of F1 and F2 in F, respectively. Scale bar, 100μm. PC, pericardial cavity; non-myo OFT, non-myocardial part of the OFT; FG, foregut; RA, right atrium; LA, left atrium

    4 E11.5小鼠胚胎OFT的分隔與EPDCs形成

    E11.5小鼠胚胎,主肺動脈隔將OFT非心肌部分隔為心包內(nèi)升主動脈和肺動脈干(圖4A)。Isl1免疫反應(yīng)染色顯示此期SHF由Isl1陽性的氣管腹側(cè)錐形區(qū)(圖4B星號)和心包腔背側(cè)壁臟壁中胚層構(gòu)成,前者體積較大,其尖端Isl1陽性細胞延伸至主動脈和肺動脈干管壁,因此兩動脈壁內(nèi)可見大量Isl1陽性SHF細胞(圖4B、C)。α-SMA表達則局限于動脈壁近內(nèi)皮處(圖4A箭頭)。提示此期較多SHF前體細胞已進入動脈壁,但尚未大量分化為α-SMA陽性SMCs。心包腔背側(cè)壁仍表達Isl1、WT1、Tbx18(圖4B-E箭頭),且與主動脈壁外表面的aEP相延續(xù)(圖4C、D、E),說明SHF前體細胞繼續(xù)向心外膜細胞分化,而aEP與OFT心肌部的心外膜仍未彼此相連(圖4D, E細箭頭)。

    圖4 胚齡11.5d心橫切面α-SMA、Isl1、WT1和Tbx18表達的免疫組織化學(xué)檢測。A,α-SMA;B,和C,Isl1;D,WT1;E,Tbx18;C,B中方框的局部放大。比例尺,100μm。PC,心包腔;APS,主肺動脈隔;AO,升主動脈;PT,肺動脈干;T,氣管Fig. 4 Immunohistochemical staining for the expression of α-SMA, Isl1, WT1 and Tbx18 in the transversal sections of mouse embryonic hearts at E11.5.A, α-SMA; B and C, Isl1; D, WT1; E , Tbx18; C, the enlargement of the box in B. Scale bar, 100μm. PC, pericardial cavity; APS, aorta pulmonary septum; AO, ascending aorta; PT, pulmonary trunk; T, trachea

    5 E12.5小鼠胚胎心包內(nèi)主、肺動脈的發(fā)育以及EPDCs的分布變化

    E12.5小鼠胚胎,升主動脈和肺動脈干完全分隔,兩動脈壁內(nèi)仍分布有豐富的Isl1免疫反應(yīng)陽性的SHF細胞(圖5A)。免疫熒光雙染結(jié)果顯示,部分Isl1免疫反應(yīng)陽性細胞同時表達α-SMA(圖5B箭頭),即α-SMA在動脈壁的表達不再局限于近內(nèi)皮處,而是向外層擴展,提示SHF前體細胞向SMCs分化。動脈壁外表面的WT1免疫反應(yīng)陽性細胞未進入中膜(圖5C)。在心外膜下間隙、致密心肌可見較多WT1陽性EPDCs分布(圖5D箭頭)。

    圖5 胚齡12.5d心橫切面Isl1、α-SMA和WT1表達的免疫組織化學(xué)檢測。A,Isl1;B,Isl1和α-SMA免疫熒光雙標(biāo),綠色示α-SMA,紅色示Isl1;C和D,WT1。比例尺,100μm。AO,升主動脈;PT,肺動脈干Fig. 5 Immunohistochemical staining for the expression of Isl1, α-SMA and WT1 in the transversal sections of mouse embryonic hearts at E12.5. A,Isl1; B, double immunofluorescence staining of Isl1 (red) and α-SMA (green); C and D, WT1. Scale bar, 100μm. AO, ascending aorta; PT, pulmonary trunk

    6 E14—E16小鼠胚胎心包內(nèi)主、肺動脈的發(fā)育以及EPDCs分布變化

    E14—E16小鼠胚胎,心包內(nèi)主、肺動脈的aEP以及與之延續(xù)的心包腔背側(cè)壁上皮由立方形變?yōu)楸馄綘?,仍表達WT1(圖6A、B箭頭),但失去了Isl1的表達(圖6C箭頭)。主、肺動脈壁中膜的Isl1陽性細胞逐漸減少至消失(圖6C、D星號),α-SMA表達擴展至管壁中膜全層(圖6E)。免疫熒光染色顯示,動脈壁中膜內(nèi)也可觀察到WT1免疫反應(yīng)陽性細胞的散在分布,同時表達α-SMA(圖6E)。提示aEP也可產(chǎn)生WT1陽性EPDCs并進入動脈中膜向SMCs分化。此期兩動脈的瓣膜已形成,瓣膜內(nèi)分布有豐富的Sox9免疫反應(yīng)陽性間質(zhì)細胞(圖6F),免疫組織化學(xué)染色與免疫熒光雙染均顯示,瓣膜內(nèi)分布有散在的WT1陽性心外膜細胞(圖6G、H箭頭)。

    圖6 胚齡14—16d心橫切面WT1、α-SMA、Isl1和Sox-9表達的免疫組織化學(xué)檢測。A、B和G,WT1,B為A中方框的局部放大; C和D,Isl1; E和H,α-SMA (綠色)和WT1(紅色)免疫熒光雙標(biāo);F,Sox-9免疫組織化學(xué)染色。比例尺,100μm。 PC,心包腔;AO,升主動脈;PT,肺動脈干;PV,肺動脈瓣膜Fig. 6 Immunohistochemical staining for the expression of WT1, α-SMA, Isl1 and Sox-9 in the transversal sections of mouse embryonic hearts at E14 to E16. A and G, WT1; B, enlargement of the box in A; C and D, Isl1; E and H, double immunofluorescence staining of α-SMA (green) and Isl1(red);F, Sox-9. Scale bar, 100μm. PC, pericardial cavity; AO, ascending aorta; PT, pulmonary trunk; PV, pulmonary valve

    7 E13小鼠胚胎心包內(nèi)主、肺動脈原代EpiCs體外培養(yǎng)并向SMCs分化

    按照文獻[10,11]所介紹方法,選取E13小鼠胚胎心包內(nèi)主、肺動脈組織進行原代EpiCs培養(yǎng)。動脈組織種植24h后,可見部分EpiCs從組織邊緣爬出,以鵝卵石樣向外生長,顯微鏡下觀察呈典型的上皮樣細胞形態(tài)(圖7A)。培養(yǎng)48h后,對EpiCs進行免疫熒光染色可見其高表達EpiCs標(biāo)志物 WT1(圖7B)與Tbx18(圖7C)。對EpiCs純度進行檢測,使用ImageJ細胞計數(shù),證實EpiCs純度為97.78±0.50%。數(shù)據(jù)表明,EpiCs可以成功地進行高純度的培養(yǎng)。部分EpiCs在添加PDGF-BB的培養(yǎng)基中培養(yǎng)72h后,出現(xiàn)較多形態(tài)不規(guī)則的SMCs;對照組未進行PDGF-BB干預(yù)的EpiCs,培養(yǎng)6d后出現(xiàn)少量的SMCs。免疫熒光雙染檢測顯示添加PDGFBB組的細胞α-SMA呈強陽性表達(圖7D—G),說明PDGF-BB可以誘導(dǎo)EpiCs向SMCs分化。而未進行PDGF-BB干預(yù)的對照組,α-SMA少量表達(圖7H—K),說明在無PDGF-BB誘導(dǎo)情況下EpiCs也可以向SMCs進行緩慢分化,與對照組相比,PDGFBB對EpiCs向SMCs分化起促進作用。

    圖7 胚齡13d心包內(nèi)主動脈和肺動脈原代EpiCs中WT1、Tbx18和α-SMA表達的免疫熒光檢測。A,EpiCs從組織邊緣爬出;B,WT1(紅色),藍色示DAPI染色的的細胞核;C,Tbx18(紅色),藍色示DAPI染色的的細胞核; D、E、H和I,WT1(紅色)和α-SMA(綠色)免疫熒光雙標(biāo),藍色示DAPI染色的細胞核;F、G、J和K,Tbx18(紅色)和α-SMA(綠色)免疫熒光雙標(biāo),藍色示DAPI染色的細胞核;E、G、I和K,分別為D、F、H和J中方框的局部放大。比例尺:A—C,50μm; D—K,100μmFig.7 Immunofluorescence detection for the expression of WT1, Tbx18 and α-SMA in primary EpiCs of the intrapericardial aorta and pulmonary artery in mouse embryos at E13. A, EpiCs climbing out from the tissue edge; B, WT1 (red) and nuclei (blue, stained with DAPI); C, WT1(green) and nuclei(blue, stained with DAPI); D, E, H and I, double immunofluorescence staining of WT1 (red), α-SMA (green), and nuclei (blue, stained with DAPI); F,G, J and K, double immunofluorescence staining of Tbx18 (red), α-SMA (green), and nuclei (blue, stained with DAPI); E, G, I and K, enlargements of the boxes in D, F, H and J. Scale bar: 50μm in A to C; 100μm in D to K

    討 論

    1 小鼠胚胎心包內(nèi)主動脈和肺動脈心外膜來自動脈端心包腔背側(cè)壁臟壁中胚層

    目前為止,小鼠胚胎心包內(nèi)aEP起源是否與雞胚一致尚未見報道。本研究結(jié)果顯示,E9.5—E10.5小鼠胚胎靜脈端的PE富含WT1和Tbx18陽性細胞;在PE相鄰的房室管心肌表面,觀察到心外膜細胞,說明心外膜開始形成,并逐漸擴展至心房和心室。但在心臟動脈端的OFT尚無心外膜覆蓋。至E11,OFT的非心肌部和心肌部形成,后者表面開始有來自PE的心外膜覆蓋。值得注意的是,OFT非心肌部遠端開始出現(xiàn)WT1和Tbx18陽性的心外膜,為單層立方上皮,與OFT心肌部的單層扁平的心外膜形態(tài)不同。兩種心外膜之間有明顯的中斷,說明來自于靜脈端PE的OFT心肌部的心外膜并未擴展至非心肌部,后者的心外膜有不同的來源。由于OFT非心肌部一端與心肌部相連,另一端與心包腔背側(cè)壁相延續(xù),既然OFT非心肌部的心外膜并非來源于心肌部心外膜的擴展,我們推測前者可能來自心包腔背側(cè)壁,因此本實驗觀察了OFT非心肌部心外膜的形成過程以及心包腔背側(cè)壁的相關(guān)蛋白表達模式,結(jié)果顯示在E9.5—E10.5,心包腔背側(cè)壁表達SHF標(biāo)記物Isl1,但不表達心外膜標(biāo)記物WT1和Tbx18,所含SHF前體細胞正在向心肌細胞分化;至E11,動脈囊進入心包腔,成為OFT的非心肌部,因此心包腔背側(cè)壁不再向心肌細胞分化,該部位雖仍表達Isl1,但同時開始表達心外膜的標(biāo)記物WT1、Tbx18,這些WT1、Tbx18陽性細胞延伸至OFT非心肌部的表面。由此說明OFT非心肌部心外膜開始形成,它與心包腔背側(cè)壁相延續(xù),后者同時表達心外膜的特異性標(biāo)記物WT1與SHF標(biāo)記物Isl1,由此推測OFT非心肌部心外膜有不同于PE的起源,來自于SHF。此與雞胚的研究結(jié)果一致[4],但雞胚的aPE位于動脈囊基部,形態(tài)與靜脈端的PE相似,有多個突起[4]。本實驗的結(jié)果則顯示小鼠胚胎aPE來自于動脈端心包腔背側(cè)壁臟壁中胚層,是SHF的構(gòu)成部分,即aPE屬于SHF,心包腔背側(cè)壁SHF前體細胞具有上皮特性,呈單層或假復(fù)層立方形,在細胞基底面的絲狀偽足參與下增生、向OFT非心肌部延伸[12]。小鼠E16,在動脈端心外膜形成后,aPE的細胞與主、肺動脈的心外膜細胞均變?yōu)閱螌颖馄綘睢?/p>

    2 心包內(nèi)主動脈和肺動脈壁的心外膜來源細胞參與動脈壁及瓣膜發(fā)育

    覆蓋在心包內(nèi)主動脈和肺動脈表面的aEP是否可產(chǎn)生EPDCs,是否參與動脈壁及瓣膜發(fā)育有待證實。本實驗觀察到在胚胎心包內(nèi)主動脈和肺動脈形成后,二者管壁中膜于E12.5開始出現(xiàn)WT1免疫反應(yīng)陽性細胞,至E14明顯增多,這些細胞同時表達α-SMA,由此推測aEP來源的EPDCs進入動脈中膜,向SMCs分化。分離心包內(nèi)主、肺動脈管壁體外培養(yǎng)進一步驗證了此結(jié)論,aEP可以經(jīng)上皮—間充質(zhì)轉(zhuǎn)化為EPDCs,進入動脈中膜,分化為α-SMA陽性SMCs細胞,參與動脈壁的發(fā)育。主動脈與肺動脈分隔后,瓣膜隨之形成,二者的3個瓣膜內(nèi)可見WT1陽性細胞的散在分布?,F(xiàn)有研究證實主動脈和肺動脈的左、右兩瓣膜內(nèi)的間充質(zhì)細胞為神經(jīng)嵴與內(nèi)皮來源[14],主動脈后瓣和肺動脈前瓣來自SHF[15]。本實驗結(jié)果提示aEP的EPDCs可能也參與瓣膜的發(fā)育。與房室管的EPDCs僅參與壁側(cè)瓣的發(fā)育不同,動脈的EPDCs見于任一瓣膜內(nèi)。

    綜上,本實驗為探究小鼠胚胎心包內(nèi)動脈心外膜來自于SHF提供了形態(tài)學(xué)依據(jù);動脈心外膜的WT1陽性細胞分布變化以及蛋白表達模式的改變,提示動脈心外膜所含細胞參與了主、肺動脈管壁以及瓣膜的發(fā)育。這些結(jié)果對探討心外膜相關(guān)畸形的發(fā)生機制具有重要意義。

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