来自华盛顿大学的研究人员利用人类胚胎干细胞生成的心脏细胞成功修复了猴子受损的心肌。这一重要的研究成果发表在4月30日的《自然》(Nature)杂志上,并被选为Nature网站的新闻头条。
Nature头条:发布再生医学重大成果
研究人员说,结果表明这种方法在人类中应该也是可行的。“在这项研究之前,还不知道是否有可能生成足够数量的这些细胞,并成功地利用它们在心脏大小及其生理与人类心脏相似的大型动物中修复受损的心脏,”研究小组的领导者、华盛顿大学病理学和生物工程学教授Charles Murry博士说。
Murry说,他希望这种方法能够为在4年内进入人类临床试验做好准备。
在这项研究中,Murry与Michael Laflamme博士以及华盛顿大学干细胞与再生医学研究所的其他同事们,采用实验方法在麻醉的猪尾猕猴中诱导了受控的心肌梗死(心脏病发作的一种形式)。
他们通过在90分钟的时间内阻断猕猴的冠状动脉引起了心肌梗死,建立了在灵长类动物中进行心肌梗死研究的模型。
人类的心肌梗死往往是由于冠状动脉疾病所引起。由于缺乏足够的血流量可导致心肌和其他组织缺氧由此对它们造成损伤。由于梗死心肌无法重新长出,心肌梗死会使得心脏的泵血能力下降,往往导致心力衰竭——这是心血管死亡的一个主要原因。
干细胞治疗的目标就是要用新的心肌细胞来替代受损组织,让衰竭的心脏恢复正常功能。
在发生实验性心肌梗死2周后,研究人员将人类胚胎干细胞衍生的10亿个心肌细胞注入到梗死心肌之中。相比以往,研究人员将生成的这类细胞的数量提高了10多倍。
所有的猴子在此之前都接受了免疫抑制治疗以防止对移植的人类细胞产生排斥。研究人员发现,在接下来的几个星期里,干细胞衍生的心肌细胞进入到受损的心脏组织中,随后成熟并组装成了肌纤维,开始与猕猴的心脏细胞一起同步跳动。三个月后,这些细胞似乎完全地融入了猕猴的心肌。
华盛顿大学病理学助理教授Michael Laflamme博士说,移植干细胞平均再生出了40%的受损心脏组织。“这些结果表明,我们现在可以生成人类治疗所需的细胞数量,并构造出新的心肌来改善人类心脏的功能,”Laflamme说。
猕猴心脏超声研究结果显示,某些处理动物的射血分数(ejection fraction)有所提高。射血分数是心脏泵血能力的一个指标。研究人员还发现,来自猕猴心脏的动脉和静脉生长到新的心脏组织中,这是第一次证实来自宿主动物的血管将会生长进入到干细胞衍生的这类大型移植物中并为之提供营养。
Murry说,最令人担忧的并发症是在猕猴接受干细胞移植数周后出现了心律失常现象。但所有的猕猴在心律失常过程中似乎都没有表现出症状,并且在2-3周后干细胞成熟且在电生理上变得更为稳定之时这些现象消失了。
接下来华盛顿大学的研究人员将继续致力于减小心律失常的风险,或许可以通过利用更多电生理上成熟的干细胞来做到这一点。他们还将设法确定地证实这些干细胞实际上增强了心脏的泵血能力。
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