心脏和肺的干细胞是怎样进化的

在胚胎发育过程中阐明了心脏和肺这两个系统的细胞是如何协调发展的。最初原始的肺的祖细胞可以伸入到心脏的原始的祖细胞从而使两个器官可共同形成了心肺循环系统。然而，这个共同的循环系统发展的分子机制还无法完全明白，这两个器官共同的祖细胞是如何影响相关的疾病的发展的？比如肺动脉高压的形成。

最近发表的一篇文章阐明了肺的血管，连接心脏和肺的血管即使没有肺也能形成。在小鼠身上肺的发展抑制了肺血管的形成，而心脏的祖细胞或干细胞是心肺发展所必须的。

Edward E. Morrisey 带领的研究团队们发现了心脏中胚层有一群多动能的细胞，命名为 CPPs。CPPs 可以通过表达信号分子 Wnt2 ，从而与其它胚胎干细胞区分。

Morrisey 表示：“我们问这些祖细胞能够产生心脏和肺的衍生品吗？我们的数据表明Wnt-2阳性的细胞存在于肺发生之前，帮助肺和心脏的共同发展。”

肺的发展如何和心脏系统互相连接的，这个问题在 Morrisey 实验室争论了许多年。 Morrisey 表示：“很明显，对许多陆生动物进行解剖后发现心脏和肺是互相连接的。在临床医学的许多方面也反映了这个问题，比如佩雷尔曼医学院的心血管医学曾经划分为心肺医学。”

Morrisey 实验室从一组简单的问题开始：肺和心脏是如何共同发展的以及调节这一过程的共同的信号？这项工作的重大发现在于发现了 Wnt2 基因。

“Wnt2 基因表达在胚胎早期的一个独特的地方——具体在心脏和前肠管之间，这也是肺发生的地方。”这就允许科学家们在小鼠身上创造模型，小鼠身上心肺的解剖结构与人的非常相似，那么 Wnt2 阳性细胞是否可以协调心肺的发展呢？

使用细胞系追踪分析，他们发现 Wnt2 细胞可以形成单独的克隆，反过来，形成心和肺组织，包括心肌细胞和血管细胞比如血管的平滑肌。确实， CPPs 能够形成大量的早期心和肺的胚胎细胞类型。这些研究表明不同的细胞系在肺内是相关的，比如平滑肌血管和呼吸道平滑肌在肺内共享一个祖细胞。

CPPs 的发展通过另一个已知的蛋白 hedgehog 调控，这个蛋白可以使肺血管和心得到合适的连接。这些研究表明 hedgehog 蛋白，表达在肺的祖细胞帮助促进 CPPs 分化成肺血管的平滑肌。