華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員利用人類干細(xì)胞恢復(fù)了心力衰竭猴子患者的心臟功能,7月2日出版的《Nature Biotechnology》文章報道,干細(xì)胞技術(shù)對預(yù)防心力衰竭有效。
華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院病理學(xué)教授Charles Chuck Murry說:“將新生肌肉細(xì)胞整合入心臟,讓它們有力的再次跳動。在動物模型中,這些細(xì)胞使心臟功能得以恢復(fù)至正常水平的90%及以上?!盡urry和同事在7月2日的《Nature Biotechnology》雜志上發(fā)表了他們的最新進(jìn)展,文章主要作者包括Yen-Wen Liu、Billy Chen和Xiulan Yang。
這一次,他們使用人類胚胎干細(xì)胞來源的心肌細(xì)胞(hESC-CMs)重新組件獼猴梗塞的心臟,成功減少了心臟疤痕大小,顯著恢復(fù)了猴子的心臟功能。
大多數(shù)心力衰竭出于心臟病發(fā)作引起的心肌死亡。心肌不能再生,受損區(qū)域被疤痕組織取代,因為疤痕組織無法收縮,結(jié)果心臟功能變?nèi)?,無法泵出足夠血液為機(jī)體供應(yīng)氧氣,這就是所謂的心力衰竭。癥狀包括疲勞、乏力和呼吸急促。大約650萬美國人患有心力衰竭,每年超過60萬人死于這種疾病。目前,沒有治療手段可以恢復(fù)心臟受損的肌肉功能。
獼猴的心臟大小和生理特征與人類接近,研究人員先誘導(dǎo)獼猴實驗性心臟病發(fā)作,使心臟左心室每搏射血量(ejection fraction)從65%降低到40%,從而使動物進(jìn)入心力衰竭。兩周后,將人類胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)的心臟細(xì)胞注入獼猴心臟新生的疤痕組織中,每只動物大約注射7億5000萬個細(xì)胞。治療后4周,未治療的對照動物心臟射血基本保持不變,仍維持在40%左右,被治療動物的射血分?jǐn)?shù)提升至49.7%,核磁共振(MRI)掃描顯示,疤痕組織里長出了新心肌。繼續(xù)跟蹤隨訪2只被治療動物和1只對照動物,未進(jìn)行治療的對照動物的射血分?jǐn)?shù)繼續(xù)下降,接受干細(xì)胞治療的動物的射血分?jǐn)?shù)在第4周提升到了51%,3個月后已達(dá)61%和66%,基本恢復(fù)了正常的射血能力。
解剖發(fā)現(xiàn),人類心臟細(xì)胞在受損區(qū)域內(nèi)形成了新的肌肉組織,這些新肌肉組織已經(jīng)取代了10-29%的疤痕組織,它們與周圍健康組織良好整合,逐漸發(fā)育為成熟的心臟細(xì)胞。
hESC-CMs(綠色),心臟疤痕組織(藍(lán)色),心臟壁(紅色)
因為心臟細(xì)胞很長壽,這種技術(shù)并不需要其他額外治療,還可以通過基因改造降低移植干細(xì)胞的免疫排斥風(fēng)險,Murry課題組的目標(biāo)是開發(fā)心臟病發(fā)作后預(yù)防心力衰竭的有效治療方法。
“我們希望利用冷凍的‘現(xiàn)成’細(xì)胞實現(xiàn)一次性治愈,就像O陰性血液一樣,只需提供適量免疫抑制,就能匹配任何受體,”Murry說。
原文檢索:Human embryonic stem cell–derived cardiomyocytes restore function in infarcted hearts of non-human primates