干细胞“心脏球体”神奇新疗法,让患者告别“换心”
干细胞“心脏球体”神奇新疗法,让患者告别“换心”
近日,心脏再生医学领域取得了重大进展。在享誉国际心血管研究领域、影响因子达37.8的学术期刊《循环》(Circulation)上,一项最新研究披露了重要科研成果:利用诱导性多能干细胞(iPSC)培育出的“心脏球体”能更高效地到达心脏受损部位,并大幅降低心律失常的风险。此突破显著改进了传统的心脏再生治疗手段,为心脏病的治疗提供了新的方向。
尽管当今医学技术日新月异,但仍有部分疾病难以攻克,成为全球死亡率居高不下的主要原因。心脏病便是其中之一。在我国,每年因心肌梗塞而离世的人数超过200万,且这一数字仍在持续增长。心脏再生疗法被视为心脏移植的可行替代方法,然而心脏移植后可能引发的心律不齐问题一直是临床试验面临的难题。为此,科研人员正在开展新一轮的心脏再生疗法研究,以寻找解决方案。
在最近的一项实验中,科研人员探索了一种崭新的心脏再生治疗方案。他们将源自人类诱导性多能干细胞的心脏球体注入患有心肌梗塞的猴子体内,以期望推动心脏的再生和功能恢复。实验结果令人振奋。
研究表明,由iPSC衍生的心脏球体能够顺利地被运送到受损的心脏区域并进行注射,且极少引发心律失常,从而为心脏再生疗法增添了一种新颖且高效的治疗手段。这一发现无疑为心脏病患者带来了希望。
干细胞“心脏球体”技术点燃心脏修复与再生新希望
人类心脏细胞在受损后往往无法自我修复,这是心脏病难以治愈的关键所在。当心脏病发作时,可能导致大量心肌细胞死亡,而心肌细胞的不可再生性使得心脏的自我修复能力大打折扣,进而导致心肌炎、心肌梗死和心力衰竭等长期且不可逆转的损伤。
尽管心脏移植被视为治疗严重心力衰竭的有效手段,但由于高昂的成本和合适的器官捐献者的稀缺性,使这一方法难以广泛应用。因此,科学家们开始寻求新的治疗手段,其中再生疗法备受关注。这种疗法通过直接向受损区域注射再生细胞来恢复心脏功能,然而,其引发的心律失常问题却限制了其临床应用的范围。
最新研究显示,科学家们利用高度可塑的人类诱导多能干细胞(HiPSCs)成功培育出心肌细胞,并从中提取出被称为“心脏球体”的三维细胞团块。这些心脏球体被注射到食蟹猕猴受损的心脏中,涉及约6000万个细胞。
研究显示,从人类诱导多能干细胞生成的心脏球体能够轻松地运输并注射到心脏受损部位,从而促进心脏再生和功能恢复。
在随后的12周里,研究人员对这些猴子的心脏功能进行了持续监测,并通过组织分析来评估心脏球体的修复效果。
研究结果显示,HiPSCs成功转化为心肌细胞,并展现出典型的心室细胞电位模式。更重要的是,这些心肌细胞大量表达了关键的粘附蛋白,如连接蛋白43和N-钙粘蛋白,这有助于它们与现有心脏组织血管进行有效的整合。
此外,这些心脏球体在常规容器中保持4°C的温度下可以保持活性长达四小时,无需额外的低温措施,这对于降低治疗成本和提高临床应用的可行性具有重要意义。
在实验中,猴子被分为两组,一组接受心脏球体注射,另一组则接受安慰剂注射。观察期间,心律失常的情况非常罕见,仅少数猴子在初期出现短暂的心动过速。
通过超声心动图和计算机断层扫描,研究团队发现接受治疗的猴子在治疗四周后的左心室射血功能明显优于对照组。组织学分析也进一步证实,移植的心脏组织已经成熟并与原有组织正确结合。
这些令人鼓舞的研究成果表明,通过HiPSCs衍生的心脏球体在心脏疾病治疗中展现出巨大的潜力,有望为心脏再生治疗开辟新的道路。
干细胞技术革新为心脏病治疗带来突破性方案
随着干细胞技术的持续进步,全球科研人员已深刻认识到其在心脏衰竭治疗中的巨大潜力。心脏衰竭往往源于心脏病发作后大量心肌细胞的死亡。由于这些细胞无法自然再生,死亡的心肌细胞终将被无收缩功能的瘢痕组织取代,进一步削弱心脏功能。
然而,干细胞不仅具有重生心肌细胞的能力,还拥有旁分泌和免疫调节功能。这些细胞能够分泌对心脏有益的蛋白质及能分解瘢痕组织中胶原纤维的酶,从而促进心肌组织的修复,重建受损心肌并恢复其功能,为心力衰竭的治疗开辟了新的路径。
干细胞的旁分泌作用
全球科学家正积极探索这一创新的再生治疗方法。举例而言,杜克-新加坡国立大学医学院的团队正利用层粘连蛋白引导多能干细胞分化为心肌祖细胞(CCP)。当这些经过特殊培养的细胞被植入患有心肌梗死的猪的心脏后,成功实现了心室壁的增厚并显著减小了梗死面积,显示出对心肌梗死治疗的巨大潜力。
杜克-新加坡国立大学医学院的“多能干细胞衍生的坚定心脏祖细胞可使猪受损的缺血性心脏再肌肉化并改善其功能”研究,被刊登于《npj再生医学》(npj Regenerative Medicine,影响因子:14.404)
此外,华盛顿大学医学院的研究人员也在利用CRISPR基因编辑技术,开发一种名为“美杜莎”的新型细胞系。这些细胞衍生的心肌细胞在静息状态下不产生电活动,仅在接收到电信号时开始收缩。植入心脏后,这些细胞能够逐渐成熟并与心肌融合,而不会引发严重的心律问题。
华盛顿大学医学院的科学家们正在培育一种名为“美杜莎”的新型细胞系
干细胞技术的进步不仅为心脏衰竭的治疗带来了新的希望,还为那些以往难以治愈的心脏病提供了可能的治疗手段,有望成为一种颠覆性的疗法。同时,干细胞在治疗心肌梗死、心脏病康复以及心脏移植等领域的应用也展现出了巨大的潜力。其免疫调节、改善炎症反应以及多向分化和组织再生等特性,能够有力促进心肌细胞和血管内皮细胞的再生,为心脏病的治疗开启了更多新的可能性。
本文原文来自澎湃新闻