Nat Commun 中国科学院动物研究所宋默识团队发现人原始巨噬细胞及其条件培养基促进成年心肌细胞增殖和心脏损伤再生修复

心脏病是全球健康的重大挑战，其高发病率和高死亡率令人关注。这些疾病常因心肌收缩组织丢失而进展为心力衰竭等严重并发症，而成年心肌细胞无法再生，使得这一病理过程难以逆转。目前的治疗方法存在局限性。例如，部分药物和外科干预虽能有效缓解症状，但无法解决心肌细胞丢失的根本问题。因此，如何实现成年心肌细胞增殖和心脏损伤后再生修复一直是领域内备受关注的热点和难题。围产期哺乳动物心脏仍具有自我更新能力，为寻找促进成年心脏再生的方法提供了灵感。已有研究表明，来源于原始巨噬细胞的组织驻留型巨噬细胞是新生小鼠心脏再生的关键因素。由此推测，原始巨噬细胞可能是解锁心脏再生潜力的关键，然而人源化原始巨噬细胞的来源及功效有待研究。

2025年3月27 日，中国科学院动物研究所宋默识课题组在Nature Communications在线发表了题为“Medium from human iPSC-derived primitive macrophages promotes adult cardiomyocyte proliferation and cardiac regeneration”的研究论文。该研究建立了基于人诱导性多能干细胞分化获得人源化原始巨噬细胞的新路径，并发现人源化原始巨噬细胞及其条件培养基促进成年心肌细胞增殖和心脏损伤再生修复的作用及机制，为心脏损伤再生修复的临床治疗提供新思路和新手段。

该研究首先通过模拟原始造血系统环境，建立了基于人诱导性多能干细胞分化获得人源化原始巨噬细胞的新路径。该分化路径操作简便，具备批量化生产能力，能够稳定地大量产生人源化原始巨噬细胞。研究人员发现这些原始巨噬细胞具有以非直接接触形式促进人心肌细胞和心肌类器官增殖的能力，提示该细胞的促增殖能力与其分泌组密切相关。基于此，研究人员收集了这些原始巨噬细胞的条件培养基，并发现原始巨噬细胞条件培养基同样可促进人心肌细胞和心肌类器官增殖。

多维组学数据分析结合实验验证结果显示，原始巨噬细胞条件培养基中包括C1QB、NRP1、PLTP、FUCA1和SERPING1在内的五种蛋白组分为其发挥作用的主要成分，并通过激活PI3K/AKT、JAK/STAT和MAPK通路发挥其促进心肌细胞增殖的作用。进一步，研究人员在成年小鼠中，利用示踪技术等手段证明原始巨噬细胞条件培养基及五种蛋白组分均可促进成年心肌细胞增殖。

最后，研究人员发现原始巨噬细胞条件培养基能够通过促进成年心脏损伤后再生修复，有效改善缺血再灌注损伤所引起的心脏功能异常，且这种改善效果可长期维持，为促进心脏损伤再生修复提供了新型手段，有望为心脏病患者带来突破性的治疗方式。

中国科学院动物研究所肖翼博士与博士研究生张浩为本文的共同第一作者，中国科学院动物研究所宋默识研究员为本文的唯一通讯作者。研究受到了北京大学王世强教授、浙江大学医学院刘冲研究员、中国科学院动物研究所唐铁山研究员、刘峰研究员、顾奇研究员、魏妥研究员、博士后梁桂仙、博士研究生冯海平、中国科学院微生物研究所刘景芳副研究员、王军研究员、首都医科大学朝阳医院麻醉科副主任医师王佳琬的帮助与支持。研究获得了国家自然科学基金委、国家科技部、中国科学院等项目资助。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-025-58301-8