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干细胞治疗心脏疾病最新研究进展

日期: 2019-11-20
浏览次数: 503

       干细胞治疗是目前心脏疾病领域研究的热点之一。当前,全球心脏病发病率日益增加,每年心脏相关死亡数达到2000万。多能干细胞应用于心血管疾病再生治疗已有10余年的历史,全世界而言,已有数千名患者接受自体干细胞治疗。


       干细胞是一类具有自我复制更新和多向分化潜能的原始细胞群体,一方面它能够自我繁殖产生新的干细胞,另一方面能够分化成其他细胞,并对损伤的机体进行修复。其存在于机体中诸如胎盘、脐带血、骨髓等各种组织器官中,所以有人将其比喻为“生命之源”。


       值得注意的是,干细胞在治疗心脏疾病领域的实验取得了一定的成功。基于此,小编在这里针对近期研究所取得的进展,给大家进行了一番梳理。


01 Cdx2型胎盘干细胞能再生修复受损心脏


       人们一度希望在心脏中寻找可再生心肌的干细胞,科学家们也一直在为心脏治疗寻找新的细胞疗法。今年5月,美国西奈山伊坎医学院的研究人员发现了一类被称为Cdx2细胞的胎盘来源的干细胞,能够在心脏病发作后再生健康的心脏细胞。


干细胞治疗心脏疾病最新研究进展

Cdx2表达和谱系追踪,来源:《PNAS》


       在混合的胎盘干细胞群体中,一种名为Cdx2细胞的胎盘干细胞在有助于心脏再生的干细胞群体中占比很高,约40%。这是新的发现,Cdx2细胞曾被认为仅在早期胚胎发育过程中产生胎盘,在此之前从未显示出再生其他器官的能力。


       与胚胎干细胞相比,Cdx2细胞的治疗用途可能代表着重要的进步,因为这些细胞具有多能性和免疫学天真性,具有独特的蛋白质组。而且,它们具有选择性地归巢于受伤部位的能力。这些特征为新的同种异体干细胞治疗心脏病奠定了基础。


02 双重干细胞疗法促使心肌细胞和血管再生


       心肌梗塞(MI)作为临床常见的病情凶险的疾病之一,往往会给心脏带来永久性的损伤。7月,中国香港城市大学和韩国天主教大学等科研机构的研究人员合作开发出一种能修复心肌梗塞损伤的心脏疗法:利用两种类型的干细胞同时再生心肌细胞和心脏血管系统。相关研究结果发表在《Nature Communications》期刊上。


干细胞治疗心脏疾病最新研究进展


       心肌内注射的hiPSC-CM和心外膜植入的hMSC-PA的协同作用共同使MI后的心肌和血管恢复活力。心外膜植入的hMSC-PA提供了一个互补的微环境,通过延长有益的旁分泌因子的分泌来增强血管再生,但更重要的是它改善了hiPSC-CM的保留、分布、植入和成熟,最终增强了心脏功能并恢复了受伤心肌。


       研究结果表明,这种心脏修复策略是成功的,它可以通过两种主要类型的干细胞同时使心肌和血管恢复活力。这种疗法有望作为对重症患者进行现有的复杂且危险的心脏移植的替代方案。


03 首次发现心包液中存在可修复心脏损伤的细胞


       在这之前,科学家们从未探究过心脏外的细胞是否能够参与伤后愈合和修复心脏。与其他器官不同的是,心脏自我修复的能力非常有限。而Gata6 +巨噬细胞存在于人类心包液中,恰好有助于心脏损伤的修复免疫。


干细胞治疗心脏疾病最新研究进展

来源:《Immunity》


       7月16日,发表在《Immunity》杂志上的一项研究显示,加拿大卡尔加里大学的研究人员在心包液中发现了一种特殊的细胞——Gata6+心包腔巨噬细胞,该细胞具有修复心脏损伤的作用。进一步实验,在心脏损伤患者的心包液中也发现了相同的细胞。


       Fedak教授说:“以前我们知道心脏包膜充盈着液体,现在我们知道心包液中含有丰富的愈合细胞,这些细胞可能包含着心肌的修复和再生的秘密。能进一步发现创新疗法的可能总是激动人心的。”


04 人胚胎干细胞的心外膜细胞有望帮助心脏修复


       今年8月,英国剑桥大学Sanjay Sinha和美国华盛顿大学Charles E. Murry研究小组取得了一项新成果。他们发现来源于人类胚胎干细胞(hESC)的心外膜细胞,能够增强心肌细胞驱动的心脏再生。这一研究成果发表在国际学术期刊《Nature Biotechnology》上。


干细胞治疗心脏疾病最新研究进展


       与间充质基质细胞相比,心外膜细胞显著增强了人工程心脏组织的收缩力、肌原纤维结构和钙处理能力,同时降低了被动僵硬的程度。移植的心外膜细胞在梗死的心脏中形成持久的成纤维细胞移植物。hESC来源的心外膜细胞和心肌细胞的联合移植使体内的移植物心肌细胞的增殖速度加倍,使心脏移植物的尺寸增加了2.6倍,同时增强了移植物和宿主的血管化形成。


       值得注意的是,与单独接受心肌细胞、心外膜细胞或载体的心脏相比,联合移植改善了心脏的收缩功能。该研究表明,心外膜细胞能够增强心脏移植物体积和功能,使得心外膜细胞有望成为心脏修复中的有效辅助治疗手段。


【总结】


       众多的研究试验表明干细胞治疗心脏疾病的安全性和可行性,探索了干细胞移植治疗的价值。药物治疗、介入治疗、手术、器械治疗可以改善心血管病的预后,但是对坏死的心肌却无能为力,干细胞移植可补救此缺陷,可能是具有前景的治疗手段。


       干细胞是近年来尤为突出的生物医学新领域,具有重大的临床应用价值,其旨在通过干细胞移植、分化与组织再生,促进机体创伤修复、治疗疾病,也为人类面临的心血管疾病、自身免疫性疾病、糖尿病、恶性肿瘤、阿尔茨海默病等大多数医学难题的解决带来了新的希望。


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