成体心臓における多能性ツイスト2発現細胞集団の識別

ツイスト転写因子は、ショウジョウバエから哺乳類に至るまでの生物における中胚葉細胞触媒の先祖の調節因子として機能します。タモキシフェン誘導性TW2-クレアート2およびTdTomato（TDTO）レポーターマウスを使用したTwist2（TW2）を発現させる細胞の系統トレースを通じて、我々は成人の心臓に徐々に心筋細胞（CMS）、内皮細胞、および血液芽細胞に徐々に寄与するユニークな細胞集団を発見しました。クローン分析により、TW2由来のTDTO+（TW2-TDTO+）細胞がin vitroでCMSを形成する能力が確認されました。成人の心臓内では、TW2-TDTO+ CMSが総CMSの約13％を占めており、その大部分は既存のCMSとのTW2-TDTO+細胞の融合に起因していました。TW2-TDTO+細胞は、損傷後の心臓のリモデリングにも寄与します。TW2-TDTO+細胞は、少なくとも部分的には、CMSのde novo形成と既存のCMSによる融合、および成体心臓の他の細胞成分の起源を通じて、心臓機能の生涯維持に関与すると結論付けています。

Twist transcription factors function as ancestral regulators of mesodermal cell fates in organisms ranging from Drosophila to mammals. Through lineage tracing of Twist2 (Tw2)-expressing cells with tamoxifen-inducible Tw2-CreERT2 and tdTomato (tdTO) reporter mice, we discovered a unique cell population that progressively contributes to cardiomyocytes (CMs), endothelial cells, and fibroblasts in the adult heart. Clonal analysis confirmed the ability of Tw2-derived tdTO+ (Tw2-tdTO+) cells to form CMs in vitro. Within the adult heart, Tw2-tdTO+ CMs accounted for ∼13% of total CMs, the majority of which resulted from fusion of Tw2-tdTO+ cells with existing CMs. Tw2-tdTO+ cells also contribute to cardiac remodeling after injury. We conclude that Tw2-tdTO+ cells participate in lifelong maintenance of cardiac function, at least in part through de novo formation of CMs and fusion with preexisting CMs, as well as in the genesis of other cellular components of the adult heart.