小鼠心肌成纤维细胞

背景及概述^[1]

成纤维细胞是疏松结缔组织中最常见而且数量较多的一种细胞，位于胶原纤维近旁并依附于其上。此细胞的形态结构可随其功能状态的不同而改变。在功能活动旺盛时，成纤维细胞的胞体较大，呈扁平星形，有突起。胞核呈卵圆形，核染色质较少，着色浅，核仁明显。胞质较多，弱硷性，内含丰富的粗面内质网、核蛋白体、高尔基复合体以及微丝和微管等结构，表明此种细胞具有合成和分泌胶原蛋白、弹性蛋白和多糖蛋白，形成胶原纤维、弹性纤维、网状纤维和基质的作用。

在相对静止或功能活动不活跃时的细胞，称为纤维细胞。这种细胞比成纤维细胞小，轮廓不甚清楚，多呈梭形。胞质少，弱嗜酸性，其中粗面内质网、高尔基复合体及其它细胞器均不发达。这表明纤维细胞是功能活动不活跃的细胞。但在一定条件下，如创伤修复，结缔组织再生时，纤维细胞可转化为功能活跃的成纤维细胞，积极参与合成和分泌蛋白质，形成纤维和基质。

小鼠心肌成纤维细胞分离自心脏组织；心脏由心肌细胞和非心肌细胞组成，非心肌细胞占细胞总数的70%，其中90%以上的非心肌细胞由心肌成纤维细胞组成。成纤维细胞（Fibroblast）是疏松结缔组织的主要细胞成分，由胚胎时期的间充质细胞分化而来。成纤维细胞较大，轮廓清楚，多为突起的纺锤形或星形的扁平状结构，其细胞核呈规则的卵圆形，核仁大而明显。

刚分离的小鼠心肌成纤维细胞呈圆形、折光性良好，悬浮于培养基中。30min细胞贴壁，其中部分开始伸出伪足，表现为小的突起；6h后细胞基本贴壁完全，伸展成梭形，胞核清晰，分布较均匀，散在生长，不聚集成团；细胞生长迅速，5-7天即呈融合状态，细胞排列紧密，有的交叉重叠生长，平坦、胞体较大，细胞质透明，细胞核较大，呈椭圆形，颜色淡。细胞融合，并彼此连接成网状；细胞呈突起的纺锤形或星形的扁平分布。

小鼠心肌成纤维细胞主要功能为对心肌细胞起结构支持作用并负责细胞基质外的合成，当心肌损伤时能产生旁分泌生长因子。小鼠心肌成纤维细胞是心脏结缔组织中最常见的细胞，可合成和分泌胶原纤维、弹性纤维、网状纤维及有机基质，并且在外伤等因素刺激下，部分纤维细胞可重新转变为幼稚的成纤维细胞，其功能活动也得以恢复，参与组织损伤后的修复。因此，对心肌成纤维细胞的生理学研究成为现代心血管领域研究的一个重点。

相关研究^[2-3]

有实验探讨高迁移率族蛋白1(HMGB1)对心肌成纤维细胞的增殖和迁移以及对胞内基质金属蛋白酶-1(MMP-1)、MMP-2、金属蛋白酶组织抑制物1(TIMP1)表达的影响。HMGB1作用于分离培养的1~2周新生小鼠心肌成纤维细胞，24h后，采用MTT法检测细胞增殖。心肌成纤维细胞在HMGB1作用6、24、48h后，反转录PCR检测MMP-1、MMP-2、TIMP1的mRNA水平、Westernblot法检测MMP-1、MMP-2和TIMP1的蛋白水平。

另外，TranswellTM实验检测HMGB1对心肌成纤维细胞迁移的影响。结果与对照组相比，HMGB1作用于心肌成纤维细胞24h后，细胞增殖明显增加。心肌成纤维细胞在HMGB1作用后，MMP-1、MMP-2、TIMP1的mRNA和蛋白水平均明显升高。与对照组相比，TranswellTM实验结果显示HMGB1促进心肌成纤维细胞迁移。结论HMGB1可以促进心肌成纤维细胞的增殖和迁移，上调MMP-1、MMP-2、TIMP1的表达。

此外，还有研究检测糖尿病小鼠心肌中环形RNAs（circRNAs）的表达谱，探讨circRNA₀00203对心肌成纤维细胞纤维化表型的影响。采用Masson染色对糖尿病db/db小鼠和db/m对照小鼠心肌组织进行胶原纤维的染色观察；用circRNAs表达谱芯片检测糖尿病心肌中circRNAs的表达谱；实时荧光定量PCR技术（RT-qPCR）验证小鼠心肌中circRNA₀00203的表达水平；构建重组circRNA₀00203腺病毒载体，并感染小鼠心肌成纤维细胞；利用RT-qPCR和Westernblot检测过表达circRNA₀00203后，小鼠心肌成纤维细胞中纤维化相关基因Col1a2、Col3a1、α-SMA的mRNA和蛋白表达变化。

结果：Masson染色结果显示，与对照db/m小鼠相比，糖尿病db/db小鼠心肌组织出现明显纤维化。circRNAs芯片检测结果表明circRNAs在糖尿病心肌中异常表达，其中circRNA₀00203表达显著上调。RT-qPCR结果证明重组circRNA₀00203腺病毒载体构建成功，RT-qPCR和Westernblot结果均显示过表达circRNA₀00203后，心肌成纤维细胞中Col1a2、Col3a1、α-SMA的表达均显著增强。结论：circRNA₀00203在糖尿病心肌中显著上调，其可特异地促进心肌成纤维细胞中纤维化相关基因的表达和成纤维细胞向肌成纤维细胞表型的转化。

主要参考资料

[1] 运动解剖学、运动医学大辞典

[2] 高迁移率族蛋白1促进小鼠心肌成纤维细胞增殖和迁移

[3] circRNA000203对小鼠心肌成纤维细胞纤维化表型的影响