冠心病引起的心肌梗死是全世界因疾病死亡的首要原因。冠狀動(dòng)脈是如何發(fā)育的，這是一個(gè)對(duì)于人類健康和疾病具有重要意義的基礎(chǔ)生物學(xué)問(wèn)題，將為先天性心臟病和成年心血管疾病再生醫(yī)學(xué)治療提供重要信息。關(guān)于冠狀動(dòng)脈的起源，以往的研究大多集中在胚胎時(shí)期，即冠狀動(dòng)脈在心臟上最初形成的時(shí)期，普遍認(rèn)為出生后的冠狀動(dòng)脈就是來(lái)源于這些胚胎期已經(jīng)形成的冠狀動(dòng)脈，但這種假設(shè)并沒(méi)有嚴(yán)格地論證過(guò)。

    胚胎期冠狀動(dòng)脈最初形成血管叢覆蓋在心臟外表面。心肌組織由致密心肌層和心肌小梁兩部分組成。外側(cè)的致密心肌層形成游離心室壁，而內(nèi)側(cè)的心肌小梁向心室腔內(nèi)形成指狀凸起。致密心肌層中發(fā)育形成心肌內(nèi)冠狀動(dòng)脈，而心肌小梁因缺乏心肌內(nèi)冠狀動(dòng)脈，直接與心室腔內(nèi)的血液進(jìn)行氧氣和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)交換。然而，在出生后心臟內(nèi)側(cè)的心肌小梁經(jīng)過(guò)致密化過(guò)程，與外側(cè)致密心肌層融合；心臟內(nèi)側(cè)新形成的致密心肌層得到了冠狀動(dòng)脈豐富的血液供應(yīng)；但對(duì)于出生后新形成的致密心肌層發(fā)生血管化的發(fā)育過(guò)程并不清楚。  

　　這項(xiàng)研究工作利用轉(zhuǎn)基因小鼠結(jié)合譜系示蹤技術(shù)，對(duì)冠狀動(dòng)脈的起源和發(fā)育機(jī)制進(jìn)行了研究。研究發(fā)現(xiàn)，心臟中的一部分冠狀動(dòng)脈是在出生后新生成的，而不是由胚胎期已經(jīng)形成的血管擴(kuò)增而來(lái)的。心室壁外側(cè)的冠狀動(dòng)脈來(lái)源于胚胎發(fā)育早期生成的血管。位于室間隔中的冠狀動(dòng)脈是在胚胎發(fā)育中期形成的。而心室壁內(nèi)側(cè)的冠狀動(dòng)脈是在出生后新生成的。該研究重新定義了冠狀動(dòng)脈的生長(zhǎng)方式及血管新生概念。依據(jù)冠狀動(dòng)脈發(fā)育在時(shí)間和空間上的差異，首次提出冠狀動(dòng)脈的起源可以劃分為兩個(gè)血管群：即位于心室壁外側(cè)的第一冠狀動(dòng)脈群，和心臟內(nèi)部（包括心室壁內(nèi)側(cè)和室間隔）的第二冠狀動(dòng)脈群。定量分析表明第二冠狀動(dòng)脈群為心臟的大部分心肌供應(yīng)血流，對(duì)出生后心臟自身的血液供應(yīng)具有重要意義。  

　　同時(shí)，研究還發(fā)現(xiàn)來(lái)源于兩個(gè)血管群的冠狀動(dòng)脈是通過(guò)不同的發(fā)育機(jī)制形成的，而且在出生后仍然保持在空間上的分隔。第一冠狀動(dòng)脈群來(lái)源于胚胎心臟最初的冠狀動(dòng)脈叢產(chǎn)生的心外膜下祖細(xì)胞。心內(nèi)膜是第二冠狀動(dòng)脈群的起源。心內(nèi)膜不僅僅是內(nèi)襯于心肌小梁的一層膜，心內(nèi)膜干/祖細(xì)胞可以分化為成纖維細(xì)胞、間充質(zhì)細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞等。心內(nèi)膜干/祖細(xì)胞作為冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞庫(kù)，在心肌小梁融合的過(guò)程中發(fā)生遷移并分化為血管內(nèi)皮細(xì)胞，是出生后冠狀動(dòng)脈迅速增多的有效方式，從而提供充足的血流灌溉為增強(qiáng)泵功能而迅速增厚的心肌層。這種出生后冠狀動(dòng)脈快速生長(zhǎng)的內(nèi)源性機(jī)制為探索先天性心臟病如心肌致密化不全、先天性冠狀動(dòng)脈瘺等的發(fā)病機(jī)制、診斷和治療提供重要線索，也為冠心病引起心肌梗死后冠狀動(dòng)脈再生治療和體外人工心臟血管生成研究奠定理論基礎(chǔ)并提供新的研究途徑和思路。  

　　Science雜志的編委和評(píng)審專家高度評(píng)價(jià)此項(xiàng)工作的開創(chuàng)性意義，他們認(rèn)為這項(xiàng)研究工作是心血管領(lǐng)域的一項(xiàng)重大突破，對(duì)發(fā)育和再生領(lǐng)域的其他研究工作具有指導(dǎo)意義。雜志將這一研究成果作為亮點(diǎn)文章進(jìn)行了專題評(píng)論。美國(guó)哈佛大學(xué)著名發(fā)育學(xué)家Burns教授評(píng)價(jià)：該研究是目前在尋找冠狀動(dòng)脈起源中的突破性研究成果，并指出研究為降低心梗后心衰引起的發(fā)病率和死亡率的再生醫(yī)學(xué)研究帶來(lái)了新的希望。Science雜志的編輯Purnell博士認(rèn)為：此項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)出生后心臟生成新的冠狀動(dòng)脈能力，有助于心血管再生治療的研究。  

　　該項(xiàng)研究主要由副研究員田雪瑩、研究助理胡天遠(yuǎn)、博士后張輝、博士生何靈娟等在研究組長(zhǎng)周斌研究員的指導(dǎo)下完成，同時(shí)得到了復(fù)旦大學(xué)中山醫(yī)院顏彥教授、軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院楊曉教授、復(fù)旦大學(xué)鐘濤教授和美國(guó)哈佛大學(xué)William Pu教授的大力支持。