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最新的日本一項(xiàng)研究表明，源自人類誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的心臟球體可以很容易地運(yùn)輸和注射到心臟的受損區(qū)域，以促進(jìn)其再生和功能恢復(fù)。
圖片來源：信州大學(xué) Hideki Kobayashi
再生心臟療法包括將心肌細(xì)胞移植到心臟受損區(qū)域以恢復(fù)失去的功能。然而，據(jù)報道，該手術(shù)后發(fā)生心律失常的風(fēng)險很高。
新研究涉及將從人類干細(xì)胞培養(yǎng)的“心臟球體”直接注射到受損的心室中。在靈長類動物模型中觀察到的非常積極的結(jié)果凸顯了這一策略的潛力。
心血管疾病仍然是全球死亡的主要原因之一，在發(fā)達(dá)國家尤為普遍。心肌梗塞，俗稱“心臟病發(fā)作”，呈上升趨勢，每年導(dǎo)致大量死亡。
心臟病發(fā)作通常會殺死數(shù)百萬個心肌細(xì)胞，使心臟處于虛弱狀態(tài)。由于哺乳動物不能自行再生心肌細(xì)胞，因此心臟移植是目前心力衰竭的患者唯一臨床可行的選擇。鑒于全心臟移植費(fèi)用昂貴且難以獲得供體，替代療法受到醫(yī)學(xué)界的高度關(guān)注也就不足為奇了。
一種有前途的策略一直在穩(wěn)步獲得關(guān)注，那就是使用人類誘導(dǎo)的多能干細(xì)胞（HiPSC）進(jìn)行再生心臟治療。
來自信州大學(xué)和慶應(yīng)義塾大學(xué)醫(yī)學(xué)院的日本研究小組開展了一種再生心臟治療的新策略，該策略涉及將源自HiPSC的“心臟球體”注射到患有心肌梗塞的猴子體內(nèi)。
這項(xiàng)研究于2024年4月26日發(fā)表在《循環(huán)》雜志上，由信州大學(xué)再生科學(xué)與醫(yī)學(xué)系的 Yuji Shiba 教授領(lǐng)導(dǎo)。
在他們的新方法中，研究人員在培養(yǎng)基中培養(yǎng)HiPSC，導(dǎo)致它們分化為心肌細(xì)胞。在仔細(xì)地從培養(yǎng)物中提取和純化心臟球體（心臟細(xì)胞的三維簇）后，他們注射了大約6×10^7個細(xì)胞進(jìn)入食蟹獼猴（Macaca fascicularis）受損的心臟。
他們持續(xù)監(jiān)測十二周動物的狀況，定期測量心臟功能。在此之后，他們在組織水平上分析了猴子的心臟，以評估心臟球體是否可以再生受損的心肌。
首先，該團(tuán)隊(duì)驗(yàn)證了HiPSCs在心肌細(xì)胞中的正確重編程。他們通過細(xì)胞水平的電測量觀察到，培養(yǎng)的細(xì)胞表現(xiàn)出典型的心室細(xì)胞的電位模式。這些細(xì)胞也對各種已知藥物產(chǎn)生了預(yù)期的反應(yīng)。
最重要的是，他們發(fā)現(xiàn)這些細(xì)胞大量表達(dá)粘附蛋白，如連接蛋白43和N-鈣粘蛋白，這將促進(jìn)它們的血管整合到現(xiàn)有的心臟中。
之后，這些細(xì)胞從慶應(yīng)義塾大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室運(yùn)送到230公里外的信州大學(xué)。心臟球體保存在4°C下，經(jīng)歷四個小時的旅程。這意味著在將細(xì)胞運(yùn)送到診所時不需要極端的低溫措施，這將使未來臨床程序更便宜且更容易采用。
最后，猴子接受心臟球體或安慰劑直接注射到受損的心室中。在觀察期間，研究人員注意到心律失常非常罕見，在治療組的前兩周內(nèi)，只有兩個試驗(yàn)對象經(jīng)歷了短暫的心動過速（快速脈搏）。
通過超聲心動圖和計(jì)算機(jī)斷層掃描檢查，研究小組證實(shí)，與對照組相比，接受治療的猴子的心臟在四周后左心室射血更好，表明其血液泵送能力更強(qiáng)。
組織學(xué)分析最終顯示，心臟移植物已經(jīng)成熟，并且與預(yù)先存在的現(xiàn)有組織正確連接，鞏固了先前觀察的結(jié)果。
研究者認(rèn)為：“HiPSC衍生的心臟球體有望成為心臟再生心肌細(xì)胞產(chǎn)品的最佳形式，因?yàn)樗鼈兊闹苯由尚院陀行?。我們相信，這項(xiàng)研究的結(jié)果將有助于解決細(xì)胞移植后發(fā)生的室性心律失常這一重大問題，從而大大加速心臟再生治療的實(shí)現(xiàn)。”
雖然在猴子身上進(jìn)行了測試，但值得注意的是，本研究中使用的心臟球狀體生產(chǎn)方案是為人類的臨床應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。
“迄今為止獲得的有利結(jié)果足以為我們的臨床試驗(yàn)（稱為LAPiS試驗(yàn)）開綠燈。我們已經(jīng)在缺血性心肌病患者身上使用了相同的心臟球體。“Yuji Shiba 教授說。
參考文獻(xiàn)：Regeneration of non-human primate hearts with human induced pluripotent stem cell-derived cardiac spheroids