Resveratrol对5-氮杂胞苷诱导的人脂肪来源间充质干细胞心脏分化的调节作用

《Differentiation》：Modulatory effect of resveratrol on 5-azacytidine-induced cardiac differentiation of human adipose-derived mesenchymal stem cells

　　

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  白藜芦醇通过关键调控基因促进心肌分化。
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  心脏基因表达随白藜芦醇剂量呈剂量依赖性增加。
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  白藜芦醇部分保护细胞免受5-氮杂胞苷引起的细胞毒性作用。
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  尽管标志物表达量较高，但诱导后的细胞未表现出自发搏动。

引言

心力衰竭是最重要的心血管疾病之一，全球估计患病人数约为6400万，且发病率随年龄增长而升高。心力衰竭与高死亡率和发病率相关，对生活质量产生严重的负面影响（Afzali等人，2025；Lee等人，2024）。在心力衰竭中，心肌可能发生严重损伤。尽管当前治疗策略取得了进展，但受损心肌的修复仍然困难，疾病进展可能导致死亡。细胞疗法作为治疗包括神经退行性疾病和心血管疾病在内的多种疾病的一种有前景的方法，近年来受到了广泛关注（Chepeleva，2023；Singh等人，2016）。干细胞，包括胚胎干细胞和成体干细胞，已被广泛用于再生医学研究。在成体干细胞中，间充质干细胞（MSCs）被认为是心脏、肌肉和神经再生的有前景的候选细胞（Qin等人，2023）。干细胞疗法在修复受损心脏组织和改善心肌梗死后心功能方面显示出巨大潜力（Chang等人，2021；Zhu和Cheng，2021）。脂肪来源的间充质干细胞（ADMSCs）是组织工程和细胞疗法的理想候选细胞。大量研究表明，ADMSCs可以在体外被诱导分化为心脏谱系细胞（Afjeh-Dana等人，2022；Han等人，2015；Siciliano等人，2015；Wang等人，2023）。动物和临床研究也表明，无论递送方式如何，MSCs都可以在心肌梗死后改善心室功能、缩小瘢痕面积并增强心脏组织灌注。然而，其分化效率和疗效仍然有限。因此，在移植前改善心肌诱导可能增强基于干细胞的疗法对心脏疾病的有效性（Guo等人，2020；Nesselmann等人，2008；Poomani等人，2022）。

心脏诱导方法中使用的一种诱导剂是5-氮杂胞苷（5-aza）。然而，一些研究表明，该诱导剂具有细胞毒性，经5-aza诱导的MSCs表现出紊乱和不规则的电活动，且未表现出成熟心肌细胞的功能特征。多位研究人员探讨了增强5-aza诱导潜力同时降低其细胞毒性作用的策略（Akbar等人，2023；Farag等人，2024；Gao等人，2014；Shih等人，2024）。通过使用含有5-aza和胎鼠心脏提取物的培养基，脐带血来源的间充质干细胞向心脏样细胞的分化得到增强，与单独使用5-aza相比，分化速度更快。诱导后，心脏标志基因和心肌特异性蛋白肌节α-肌动蛋白表达；然而，细胞未表现出自发搏动（Pham等人，2016）。

白藜芦醇是一种植物中发现的天然多酚化合物。先前的研究表明，它具有抗癌和抗炎特性，并可能通过促进细胞存活和分化来改善心脏修复。据报道，白藜芦醇还能减少心肌损伤并促进心脏祖细胞的分化。此外，对大鼠胚胎干细胞的研究表明，白藜芦醇可增强心脏分化（Ding等人，2016；Leong等人，2007；Liu等人，2016；Lixia等人，2022）。

在心脏发育过程中，增强人胚胎干细胞中GATA4的表达可以促进其分化为心脏祖细胞和搏动心肌细胞。GATA4还能促进心脏血管形成和微血管密度，并调节一些心脏基因的表达（Afouda，2022；Zhou等人，2022）。MYOD1是肌源性分化的最早标志物之一，在调节心肌分化中发挥主要作用。它也是参与卫星细胞激活、增殖和分化的重要转录因子。MYOD1缺陷的成肌细胞表现出介于卫星细胞和肌源性祖细胞之间的中间状态（Zhao等人，2024）。心脏肌钙蛋白T（TNNT2）是一种细丝蛋白，仅在心肌中特异性表达，在心肌收缩中起重要作用。因此，它被广泛用作心肌细胞的特异性标志物（Ragusa和Caselli，2024）。

尽管5-aza通常用于MSCs的心肌分化，但由于其细胞毒性和低分化效率，其应用受到限制。5-aza与白藜芦醇的联合使用尚未得到充分研究，尤其是在ADMSCs中。因此，我们评估了不同浓度的白藜芦醇在心脏诱导后对细胞活力以及包括GATA4、MYOD1和TNNT2在内的相关心脏基因表达的影响。

章节片段

方法

本研究经Rafsanjan医学科学大学伦理委员会批准（伦理代码：IR.RUMS.REC.1397.097）。ADMSCs购自Kerman医学科学大学，并在补充有10%胎牛血清（FBS；Gibco）和1%青霉素/链霉素（Gibco）的杜氏改良鹰氏培养基（DMEM；Gibco）中培养。细胞在37°C、含5% CO2的湿润氛围中孵育。当细胞达到约80%汇合度时，对其进行

心脏诱导72小时后的MTT试验

在处理后72小时，进行MTT试验以研究白藜芦醇对所有实验组细胞活力和增殖的影响。如图1所示，与MSC组和白藜芦醇单独组相比，5-aza组的增殖率显著降低（P<0.05）。白藜芦醇单独组的细胞增殖率与MSC组相比无显著差异。尽管包括白藜芦醇5在内的其他治疗组细胞增殖降低，

讨论

细胞疗法被认为是治疗心脏疾病的重要方法（Pham等人，2016）。2012年，Gonzalez和Bernad报道干细胞具有高分化潜力，可被视为细胞疗法的宝贵来源（Gonzalez和Bernad，2012；Yang等人，2025）。许多研究探讨了各种类型干细胞向心脏细胞的分化。例如，2011年，Cao等人培养胚胎干细胞并开发了

结论

总体而言，白藜芦醇部分减轻了5-aza的细胞毒性作用，但未能完全消除，提示其在心脏诱导过程中具有潜在的保护作用。在5-aza处理后给予白藜芦醇，增强了相关心脏基因的表达；然而，它并未显著改善细胞存活。这些发现表明，白藜芦醇可能支持心脏诱导，同时仅部分减弱5-aza的细胞毒性作用。使用额外的

CRediT作者贡献声明

Ali Esmaeili Nadimi：写作 – 审阅与编辑、验证、项目管理、方法学、调查。Zahra Taghipour：写作 – 原稿撰写、监督、项目管理、方法学、概念化。Nahid Zainodini：资金获取、正式分析。Masoumeh Baghalishahi：软件、数据整理。Raziyeh Taghizadeh Ghavamabadi：写作 – 原稿撰写、可视化、资源、正式分析、概念化。Marziyeh Khademi：写作 – 审阅与编辑，

未引用参考文献

Heineke等人，2007；Kaminski等人，2012；Montesano等人，2013。

伦理声明

本研究的方案经Rafsanjan医学科学大学伦理委员会审查并批准（伦理代码：IR.RUMS.REC.1397.097）。由于使用的是商业获取的人类细胞，因此无需参与者签署书面知情同意书。

数据可用性声明

本文的数据将在合理请求下向通讯作者提供共享。

资金来源

本研究未获得任何赞助商或资金方的支持。

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。

致谢

本研究作者感谢Rafsanjan医学科学大学。

Raziyeh Taghizadeh Ghavamabadi|Marziyeh Khademi|Nahid Zainodini|Masoumeh Baghalishahi|Mona Saheli|Ali Esmaeili Nadimi|Zahra Taghipour