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Nature子刊:心室祖细胞在心脏病发作后可产生健康的心脏组织,有望用于治疗心脏病
发布时间:[2022-5-26]     访问人数:[54]
来源:生物谷


心脏病发作后,由于心脏无法产生新的心肌,人体没有能力修复失去的心脏组织。然而,用心脏祖细胞治疗可能在受伤部位形成功能性的心脏细胞。

在一项新的研究中,来自德国心血管研究中心、慕尼黑工业大学、瑞典卡罗琳学院和阿斯利康公司的研究人员介绍了这种新的治疗方法。他们的目标是在未来两年内开始临床研究。相关研究结果发表在2022年5月的Nature Cell Biology期刊上,论文标题为“Migratory and anti-fibrotic programmes define the regenerative potential of human cardiac progenitors”。

心脏病发作后如何恢复心脏功能?据世界卫生组织(WHO)估计,全球每年有1800万人死于心血管疾病,这是全世界研究的主题。一个可能的答案是用丰富的人类多能干细胞衍生性心室祖细胞(human pluripotent stem cell derived ventricular progenitor, HVP)进行治疗。

许多心脏疾病导致心肌细胞和血管的死亡。它们被纤维化的疤痕组织所取代,从而导致心脏功能的进一步恶化。一些动物,特别是两栖动物和鱼类,可以修复这种损伤---成年人的心脏中几乎完全没有这种能力。一种恢复失去的心脏组织的实验性方法是干细胞疗法。以前的研究包括使用干细胞产生的心脏细胞,特别是心肌细胞。然而,这经常会出现副作用,如不规则的心跳和致命的心律失常。

心脏祖细胞而不是分化的心脏细胞

与此相反,这些作者正在研究HVP。这些细胞在发育过程中对心脏的形成起着关键作用。随着时间的推移,它们会分化成心脏中的多种细胞类型,包括心肌细胞。他们已经成功地利用人类胚胎多能性干细胞大量地产生HVP。论文共同通讯作者、卡罗琳学院心血管研究教授Kenneth R. Chien说,“这代表着我们二十年来试图寻找重建心脏的理想细胞的研究工作达到了顶峰。”

复杂的分子机制

通过这些细胞,这些作者研究了参与修复心肌受损区域的复杂分子过程。论文共同通讯作者、慕尼黑工业大学心脏病学教授Karl-Ludwig Laugwitz说,“在实验室研究中,我们能够展示HVP如何在某种意义上追踪心脏中的受损区域,迁移到损伤部位并成熟为工作心脏细胞。他们还通过与成纤维细胞交谈,积极阻止疤痕组织的形成。”

成功治疗猪心脏

作为下一步,这些作者在猪中研究用HVP治疗受损心脏的效果。在生理学上,猪的心脏与人类的心脏非常相似。因此,在开始对人类患者进行研究前不久,通常会用猪进行实验。他们的结果显示,即使在大型动物身上,心脏的损伤也能得到可靠的修复,而且没有观察到严重的副作用。论文共同通讯作者、阿斯利康公司研究与早期开发部主管Regina Fritsche-Danielson博士说,“该疗法成功地证实了新的心脏组织的形成,重要的是,改善了心脏功能,减少了疤痕组织形成。”

目标是在未来两年内开始临床研究

在接下来的几个月和几年里,这些作者计划将他们目前的研究成果转化为对心脏病患者的治疗。一个重要的中间步骤是开发低免疫原性的HVP细胞系。目前,有必要使受者的免疫系统失活,以防止它破坏HVP细胞治疗。低免疫原性的HVP细胞将消除对这一步骤的需要,因为它们不会被识别为受者的外来物。将对低免疫原性的HVP细胞和可能的副作用进行进一步研究。这些作者的目标是在在未来两年内开始对HVP的治疗用途进行临床研究。

Laugwitz教授说,“关于HVP治疗用途的新见解代表了治疗多种严重心衰患者的一个里程碑。特别是有共存疾病的老年患者,对他们来说,较大的心脏手术会带来过度的压力,他们将受益于HVP细胞治疗。”

参考资料:

1. Christine M. Poch et al. Migratory and anti-fibrotic programmes define the regenerative potential of human cardiac progenitors. Nature Cell Biology, 2022, doi:10.1038/s41556-022-00899-8.

2. Cardiac progenitor cells generate healthy tissue after a heart attack
https://medicalxpress.com/news/2022-05-cardiac-progenitor-cells-healthy-tissue.html