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中国学者新成果:干细胞双管齐下助心脏组织再生

来源:中国科学报

日期: 2019.08.20

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香港城市大学等机构的研究人员研发出一种双管齐下的方法,通过利用两种不同类型的干细胞,同时修复心脏的肌肉细胞和血管系统,有望为治疗心肌梗塞另辟蹊径。相关论文近日刊登于《自然—通讯》。


目前针对严重心肌梗塞和晚期心脏衰竭的治疗方案有限,心脏移植往往是最终的方案,但心脏移植风险与成本均很高,并且受制于是否有合适的捐赠者。


该研究负责人、香港城大生物医学系的潘基沅说:“心脏是由心肌和血管组成的器官,心肌梗塞后,两者都会严重受损,治疗的策略理应集中于两者的同时综合修复。但目前为止,现有治疗都只针对两者其中之一。”


研究人员研发出一种利用两种主要类型的干细胞,同时修复心肌和心脏血管的方法。两种被选用的干细胞分别是从人骨髓衍生的间充质干细胞(hMSCs)和由人工诱导性多功能干细胞衍生的心肌细胞(hiPSC-CMs)。hMSCs具有卓越的旁分泌活性,能分泌出良好的蛋白质以促进血管再生和血管内皮细胞的存活。hiPSC-CMs则具有心脏特定基因、结构蛋白、离子信道和自发性收缩能力。


研究人员将hMSCs和hiPSC-CMs通过两种不同的途径注入:将hiPSC-CMs直接注入老鼠心脏边缘位置的心肌内,并在该心肌梗塞的心脏表面植入含有hMSCs的贴片,如伤口敷料贴一样覆盖梗塞范围。结果显示,该方法能令心肌梗塞的心脏的功能显著改善,并促进血管的形成。


组织学分析结果表明,hMSC-PA的植入促进了hiPSC-CMs在功能上的成熟:它们的细胞形状变得细长、呈长方形,看起来排列更有序。hiPSC-CMs功能成熟有助降低心律不齐的风险,而心律不齐是因心脏相关疾病而猝死的主因。


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