心脏病根治出现转机,干细胞疗法或是终结者

2017-02-21

据美国CDC数据表现,在美国每隔43秒就会有人心脏病产生发火;如今,人群中心肌梗死和心力衰竭的高发病率和临床疗效的无限性催生着人们对干细胞疗法的厚望,今朝环球已有数千名患者接收了成体干细胞的医治。日前,来自日本的科学家利用一只猕猴干细胞造就出的心肌细胞胜利修复了别的五只山公的破坏心脏,这一研讨冲破就注解将来科学家或许能够或许借助捐献的干细胞让心脏病患者的器官得以再生,并且这类办法还能够或许明显削减个别干细胞医治所挥霍的光阴和用度。

那末干细胞疗法医治心脏病能否可行?如今科学家利用干细胞医治心脏病的停顿若何?本文中小编对此停止了清点,与列位一路进修!

【1】Nature:利用实验室造就的干细胞再生山公心脏

doi:10.1038/nature19815

在一项新的研讨中,日本研讨人员在完成器官再生中获得重要停顿:利用山公皮肤细胞产生的干细胞让5只患病的猕猴受损的心脏再生。相干研讨成果于2016年10月10日在线颁发在Nature期刊上,论文标题为“Allogeneic transplantation of ips cell-derived cardiomyocytes regenerates primate hearts”。

这一实验有助完成供给一种巨大的无争议的再生细胞起源以便将这些细胞移植到心脏病患者体内来医治这些患者的目的。

这将会减缓从胚胎中或许从移植受者自己网络干细胞的需要。

日本研讨人员在这项研讨中所利用的干细胞是所谓的引诱性多能干细胞(iPSCs)。ipsCs经引诱后产生被称作心肌细胞的心脏细胞。

ipsCs是经由进程增进成熟的已特化的人细胞(如皮肤细胞)返回到一种中性的少小状况,在此状况下,它们能够或许产生任何其余范例的人细胞。

【2】Biomaterials:新技巧霸占心脏干细胞疗法的一大艰苦

doi:10.1016/j.biomaterials.2014.06.031

干细胞医治是一种很有前途的手腕,用于修复由心脏病产生发火招致的心脏构造毁坏。但是,心脏干细胞疗法今朝还存在着一大技巧阻碍。

当停止细胞移植后,细胞保存永久是有成绩的,分外是对付心脏修复来说是分外艰苦的,由于心脏泵能够将移植细胞“冲刷”出器官,那末移植的细胞要末消散,要末会在其余器官中灭亡。

研讨人员不停试图办理保存心脏干细胞的成绩,让这些细胞在它们该当呆的处所,呆充足长的光阴,并让它们“安置”上去,开端工作。在2010年,研讨注解,将铁纳米颗粒附加在心脏干细胞上,并利用磁场,有能够将这些移植细胞坚持在该当呆的处所。

【3】Nature子刊:重磅!科学家研收回人工合成干细胞医治心脏病

DOI:10.1038/NCOMMS13724

克日,一项登载于国内期刊Nature Communications杂志上的研讨报告中,来自北卡罗来纳州立大学、北卡罗来纳大学教堂山分校、和郑州大学第一从属医院的研讨人员经由进程研讨开辟了一种新型人工合成干细胞(synthetic stem cells)用于医治心肌梗死。人工合成干细胞可明显躲避自然干细胞移植所引发的能够无害危险。 别的,人工合成干细胞可耐受快速冻融,这一特征和理念可普遍利用于其余范例的干细胞。

多项研讨注解,干细胞医治重要经由进程旁排泄机制(开释蛋白质和核酸等)修复毁伤构造。固然干细胞医治的有用性已获得普遍证明,然则其疗法仍具有一定的潜伏危险,比方引诱宿主肿瘤构成和免疫排挤反响。别的,干细胞本身具有易碎性、难保存性、和操纵的复杂性等毛病。

任职于北卡罗来纳州立大学和北卡罗来纳大学教堂山分校的本文通信作者程柯Ke Cheng传授,不停致力于心脏干细胞的研讨。此次,Cheng传授位于北卡的实验室和郑州大学第一从属医院的张金盈传授互助,研收回具有心脏干细胞排泄因子和细胞膜的人工合成干细胞,并命名为细胞模仿微粒(Cell-mimicking microparticle, CMMP)。

Cheng说,“咱们的计划思绪是从自然心脏干细胞中提取排泄因子,再和生物可降解微粒交融构成颗粒,末了包被心脏干细胞的细胞膜。咱们称这类能模仿细胞医治功效的微球为细胞模仿微粒CMMP。”

【4】Circulation Res:心脏干细胞疗法感化机制仍是个谜

doi:10.1161/CIRCRESAHA.115.307647

在众多的临床实验中,科学家们将不同范例的祖细胞(progenitor cell)注射到病人体内有助医治受损的心脏。在某些环境下,病人切实其实具有更好的心脏功效,然则究竟是若何招致的?科学们家之间对这个成绩不停存在不同。依据一项新的针对大鼠的研讨中,研讨人员发明注射入体内的祖细胞自己并非经由进程增殖产生新的心肌细胞而招致心脏功效改良。相干研讨成果于2016年2月2日在线颁发在Circulation Research期刊上,论文标题为“Long-Term Outcome of Administration of c-kitPOS Cardiac Progenitor Cells After Acute Myocardial Infarction: Transplanted Cells Do Not Become Cardiomyocytes, but Structural and Functional Improvement and Proliferation of Endogenous Cells Persist for At Least One Year”。

“这些细胞并不会酿成成体心肌细胞”,论文配合作者、美国路易斯维尔大学医学院心脏细胞疗法研讨员Roberto Bolli说,“是以,此中的机制明显是一种旁排泄感化,即这些细胞开释某种让心脏变得更好的‘物资’。最重要的成绩是‘这类物资是什么?’”

Bolli团队研讨人员研讨了所谓的c-kit +细胞的运气,此中c-kit +细胞是从心脏中网络的祖细胞,之所以被称作这类名字,是由于这些细胞存在一种特定的激酶。c-kit +细胞在制作心肌中的感化不停是科学家们之间历久争辩的起源:一些研讨发明没有证据证明它们在体内产生新的心肌细胞,而其余的研讨得出的论断是,假如前提适合的话,它们确切能够或许制作心肌。

【5】Lancet:天下初次利用干细胞医治再生出康健心肌

doi:10.1016/S0140-6736(12)60195-0

来自Cedars-Sinai心脏研讨所的临床实验成果注解,给病人注入他们自己的心脏起源细胞有助于受损心脏再生出康健心肌。

心脏病产生发火会在心肌留下疤痕。对接收实验性干细胞医治的病人而言,这类疤痕巨细明显地削减,并且康健心肌产生相称大的增长。

在接收干细胞医治一年后,接收细胞医治的病人心脏中疤痕巨细削减24%到12%不等(均匀降低率约50%)。而没接收干细胞医治的对照组病人心脏中疤痕巨细没有减小。该研讨的末了目的是证明其平安性,也想探求对于这类医治办法能够消融疤痕与再生受损心肌的证据。只管心脏病病人细胞医治实验已有十年光阴,然则以前不停没有获得这么好的成果。曩昔,咱们能做的一切工作便是经由进程敏捷关上被壅闭的动脉来最小化心脏毁伤。如今,此研讨注解存在一种再生医治法,这类疗法确切能够逆转心脏病产生发火惹起的毁伤。

【6】Nat Biomed Eng:冲破!科学家利用干细胞胜利再生出心脏外层布局

消息浏览:Researchers use stem cells to regenerate the external layer of a human heart

克日,登载在国内杂志Nature Biomedical Engineering上的一项研讨报告(doi:10.1038/s41551-016-0003)中,来自美国宾夕法尼亚州立大学的研讨人员经由进程研讨利用干细胞胜利再生出了人类心脏的心外膜细胞;研讨者表现,早在2012年,咱们就发明假如能够或许利用化学物资处置人类干细胞,使其持续激活干细胞并且克制Wnt旌旗灯号通路,就会增进干细胞改酿成为心肌细胞,心肌作为心脏三层布局中的中央一层布局,其异常丰硕,能够或许经由进程压缩向机体各部供血。

Wnt旌旗灯号通路是由蛋白质构成的一种分外的旌旗灯号转导道路,其能够或许利用细胞外面受体将旌旗灯号传入细胞外部。Xiaojun Lance Lian传授表现,咱们必要为心脏祖细胞(cardiac progenitor cells)供给额定的信息使其转化成为心外膜细胞,但在这项研讨以前,咱们并不清楚这类分外的信息是什么,如今经由进程研讨发明,假如能够或许再次激活细胞中的Wnt旌旗灯号通路,咱们就可以够或许从新驱动心脏祖细胞改酿成为心外膜细胞,而不是心肌细胞。

这项研讨或许能够或许赞助研讨人员对机体全部心脏壁停止再生,经由进程状态学的评价和功效性的阐发,研讨者发明,制作出的心外膜细胞同人类机体中和实验室生长的心外膜细胞异常类似。那末最为症结的一点便是若何将心脏祖细胞改酿成为心脏的心内膜细胞(心脏内层细胞),今朝研讨人员正在尽力对该成绩停止霸占。

【7】SCTM:新型干细胞可医治心力衰竭

doi: 10.5966/sctm.2015-0070

克日,一种新的研讨办法可传递干细胞到受损心肌细胞从而医治严重的心脏衰竭,本文于7月27日颁发在《干细胞转化医学》杂志上。

Amit Patel医学博士,他是盐湖城犹他大学心血管再生医学主任,他和他的共事们招募了60名严重的心力衰竭患者。他们随机分派48名患者到惯例照顾护士干细胞疗法组,别的12名患者只用尺度疗法医治。

研讨人员指出,干细胞疗法异常平安,医治自己没有副感化。一年以后,病人的射血分数有了过度改良。今朝还不清楚这些改良能否能够有意义,Patel弥补说,更大的临床实验正在停止中用来察看这类办法能否能够作为重度心衰的实用办法。

【8】PLoS Comput Biol:盘算机模仿间充质干细胞疗法 将心脏病医治危险降至最低

doi:10.1371/journal.pcbi.1005014

近来科学家们利用数学盘算模子模仿了人类间充质干细胞达到心脏毁伤部位的进程,发明只用一个特定亚群的干细胞就可以最大限度地削减间充质干细胞疗法带来的相干危险。相干研讨成果颁发在国内学术期刊Plos Computational Biology上,该研讨代表了心肌毁伤修复和再生战略的新发展,能够或许进步干细胞疗法在心脏病患者中的利用平安性。

心肌梗死——也即心脏病产生发火——在美国均匀每43秒就会产生。这一环境大大鼓励了科学家们对心肌毁伤修复和再生医治新办法的开辟,此中包括人类间充质干细胞医治。然则在临床实验中央充质干细胞疗法的感化经常比拟强劲且长久,这注解咱们对付间充质干细胞若何影响心脏功效的机制仍懂得无限。

美国西奈山伊坎医学院的Joshua Mayourian等人利用数学盘算模子模仿了这些干细胞与心脏细胞之间的电相互感化,深刻懂得了此中能够存在的无害影响,同时提出了低落间充质干细胞医治中一些潜伏危险的能够办法。

【9】Cell Stem Cell:科学家将成纤维细胞胜利重编程构成心脏祖细胞

doi:10.1016/j.stem.2015.12.001

经由进程遗产性地重编程哺乳动物机体中罕见范例的细胞,来自威斯康星大学的研讨人员胜利地制作出了重要的心脏细胞,即用于构成发育心脏的原鼻祖细胞,相干研讨登载于国内杂志Cell Stem Cell上。文章中研讨者报导了他们能够将小鼠的成纤维细胞胜利编程产生引诱的心脏祖细胞(cardiac progenitor cells),他们所利用的技巧能够有用节制并且制作心脏中的三种重要的心脏细胞,假如其能够在人类细胞中复现,那末有一天或许就可以够赞助医治多种心脏疾病。

利用5种基因研讨人员就可以够将成纤维细胞推回至发育阶段,进而改酿成为制作心肌细胞、平滑肌细胞和内皮细胞的心脏祖细胞,这类引诱性的心脏祖细胞能够制作数亿万个症结的心脏细胞,从而供给丰硕的质料来供研讨者们在造就皿中对心脏细胞停止研讨,进而停止多种化合物的平安性及有用性的测试。

研讨人员Kamp说道,由于重编程的细胞处于高度活泼的决裂当中,是以咱们能够绝对容易地制作出数亿个细胞;本文研讨就好像是逆向工程的演习同样,起首察看在小鼠胚胎心脏发育进程中的症结遗传因子,随后利用这些遗传因子来引诱成纤维细胞退回至心脏发育的门路;而工程化的心脏祖细胞的上风在于其并不像一切通用的多能干细胞同样,起源于成纤维细胞的引诱性祖细胞对付心脏细胞系是埋头的。

【10】Cell Stem Cell:利用干细胞制作出的心肌细胞有助精准心血管医疗获得停顿

doi:10.1016/j.stem.2016.07.006

在一项新的研讨中,来自美国斯坦福大学医学院的研讨人员发明利用人引诱性多能干细胞(iPS细胞)制作的心肌细胞忠实地反响供者自然的心脏构造中症结基因的表白形式。是以,这些细胞能够或许被用来猜测病人能否能够阅历药物相干的心脏毁伤。相干研讨成果于2016年8月18日在线颁发在Cell Stem Cell期刊上,论文标题为“Transcriptome Profiling of Patient-Specific Human ipsC-Cardiomyocytes Predicts Individual Drug Safety and Efficacy Responses In Vitro”。

这一发明验证了利用如许的细胞测试某些药物的潜伏心脏毒性和计划用于医治心肌病等疾病的新疗法。研讨人员觉得,在病人接收医治以前,准确地找出哪些人能够遭遇心脏毁伤能够改良许多药物的平安记载。

论文通信作者、斯坦福大学医学院斯坦福心血管研讨所主任、心血管医学传授和喷射学传授Joseph Wu博士说,“在临床实验中,30%的药物最终因平安性而被撤回。这项研讨证明这些细胞起着一种功效性读出器的感化:猜测病人的心脏若何能够对特定的药物医治作出反响和鉴定出哪些人该当防止某些疗法。”(SCI医学科研网scii.net)

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