據(jù)美國(guó)CDC數(shù)據(jù)顯示，在美國(guó)每隔43秒就會(huì)有人心臟病發(fā)作；如今，人群中心肌梗死和心力衰竭的高發(fā)病率和臨床療效的有限性催生著人們對(duì)干細(xì)胞療法的厚望，目前全球已有數(shù)千名患者接受了成體干細(xì)胞的治療。日前，來自日本的科學(xué)家使用一只獼猴干細(xì)胞培育出的心肌細(xì)胞成功修復(fù)了其它五只猴子的破損心臟，這一研究突破就表明未來科學(xué)家或許能夠借助捐贈(zèng)的干細(xì)胞讓心臟病患者的器官得以再生，而且這種方法還能夠明顯減少個(gè)體干細(xì)胞治療所浪費(fèi)的時(shí)間和費(fèi)用。

那么干細(xì)胞療法治療心臟病是否可行？如今科學(xué)家利用干細(xì)胞治療心臟病的進(jìn)展如何？本文中小編對(duì)此進(jìn)行了盤點(diǎn)，與各位一起學(xué)習(xí)！

【1】Nature：利用實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的干細(xì)胞再生猴子心臟

doi：10.1038/nature19815

在一項(xiàng)新的研究中，日本研究人員在實(shí)現(xiàn)器官再生中取得重要進(jìn)展：利用猴子皮膚細(xì)胞產(chǎn)生的干細(xì)胞讓5只患病的獼猴受損的心臟再生。相關(guān)研究結(jié)果于2016年10月10日在線發(fā)表在Nature期刊上，論文標(biāo)題為“Allogeneic transplantation of ips cell-derived cardiomyocytes regenerates primate hearts”。

這一實(shí)驗(yàn)有助實(shí)現(xiàn)提供一種巨大的無爭(zhēng)議的再生細(xì)胞來源以便將這些細(xì)胞移植到心臟病患者體內(nèi)來治療這些患者的目標(biāo)。

這將會(huì)緩解從胚胎中或者從移植受者本身收集干細(xì)胞的需求。

日本研究人員在這項(xiàng)研究中所使用的干細(xì)胞是所謂的誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞（iPSCs）。ipsCs經(jīng)誘導(dǎo)后產(chǎn)生被稱作心肌細(xì)胞的心臟細(xì)胞。

ipsCs是通過促進(jìn)成熟的已特化的人細(xì)胞（如皮膚細(xì)胞）返回到一種中性的幼年?duì)顟B(tài)，在此狀態(tài)下，它們能夠產(chǎn)生任何其他類型的人細(xì)胞。

【2】Biomaterials：新技術(shù)攻克心臟干細(xì)胞療法的一大困難

doi：10.1016/j.biomaterials.2014.06.031

干細(xì)胞治療是一種很有前途的手段，用于修復(fù)由心臟病發(fā)作導(dǎo)致的心臟組織損壞。然而，心臟干細(xì)胞療法目前還存在著一大技術(shù)障礙。

當(dāng)進(jìn)行細(xì)胞移植后，細(xì)胞保留永遠(yuǎn)是有問題的，特別是對(duì)于心臟修復(fù)來說是特別困難的，因?yàn)樾呐K泵可以將移植細(xì)胞“沖洗”出器官，那么移植的細(xì)胞要么消失，要么會(huì)在其他器官中死亡。

研究人員一直試圖解決保留心臟干細(xì)胞的問題，讓這些細(xì)胞在它們應(yīng)該呆的地方，呆足夠長(zhǎng)的時(shí)間，并讓它們“安頓”下來，開始工作。在2010年，研究表明，將鐵納米顆粒附加在心臟干細(xì)胞上，并使用磁場(chǎng)，有可能將這些移植細(xì)胞保持在應(yīng)該呆的地方。

【3】Nature子刊：重磅！科學(xué)家研發(fā)出人工合成干細(xì)胞治療心臟病

DOI：10.1038/NCOMMS13724

近日，一項(xiàng)刊登于國(guó)際期刊Nature Communications雜志上的研究報(bào)告中，來自北卡羅來納州立大學(xué)、北卡羅來納大學(xué)教堂山分校、和鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院的研究人員通過研究開發(fā)了一種新型人工合成干細(xì)胞（synthetic stem cells）用于治療心肌梗死。人工合成干細(xì)胞可明顯規(guī)避天然干細(xì)胞移植所誘發(fā)的可能有害風(fēng)險(xiǎn)。 此外，人工合成干細(xì)胞可耐受快速凍融，這一特性和理念可廣泛應(yīng)用于其他類型的干細(xì)胞。

多項(xiàng)研究表明，干細(xì)胞治療主要通過旁分泌機(jī)制（釋放蛋白質(zhì)和核酸等）修復(fù)損傷組織。雖然干細(xì)胞治療的有效性已得到廣泛證實(shí)，但是其療法仍具有一定的潛在風(fēng)險(xiǎn)，例如誘導(dǎo)宿主腫瘤形成和免疫排斥反應(yīng)。另外，干細(xì)胞自身具有易碎性、難保存性、和操作的復(fù)雜性等缺點(diǎn)。

任職于北卡羅來納州立大學(xué)和北卡羅來納大學(xué)教堂山分校的本文通訊作者程柯Ke Cheng教授，一直致力于心臟干細(xì)胞的研究。這次，Cheng教授位于北卡的實(shí)驗(yàn)室和鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院的張金盈教授合作，研發(fā)出具備心臟干細(xì)胞分泌因子和細(xì)胞膜的人工合成干細(xì)胞，并命名為細(xì)胞模擬微粒（Cell-mimicking microparticle， CMMP）。

Cheng說，“我們的設(shè)計(jì)思路是從天然心臟干細(xì)胞中提取分泌因子，再和生物可降解微粒融合形成顆粒，最后包被心臟干細(xì)胞的細(xì)胞膜。我們稱這種能模擬細(xì)胞治療功能的微球?yàn)榧?xì)胞模擬微粒CMMP。”

【4】Circulation Res：心臟干細(xì)胞療法作用機(jī)制仍是個(gè)謎

doi：10.1161/CIRCRESAHA.115.307647

在眾多的臨床試驗(yàn)中，科學(xué)家們將不同類型的祖細(xì)胞（progenitor cell）注射到病人體內(nèi)有助治療受損的心臟。在某些情況下，病人的確具有更好的心臟功能，但是究竟是如何導(dǎo)致的？科學(xué)們家之間對(duì)這個(gè)問題一直存在分歧。根據(jù)一項(xiàng)新的針對(duì)大鼠的研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)注射入體內(nèi)的祖細(xì)胞本身并不是通過增殖產(chǎn)生新的心肌細(xì)胞而導(dǎo)致心臟功能改善。相關(guān)研究結(jié)果于2016年2月2日在線發(fā)表在Circulation Research期刊上，論文標(biāo)題為“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”。

“這些細(xì)胞并不會(huì)變成成體心肌細(xì)胞”，論文共同作者、美國(guó)路易斯維爾大學(xué)醫(yī)學(xué)院心臟細(xì)胞療法研究員Roberto Bolli說，“因此，其中的機(jī)制顯然是一種旁分泌作用，即這些細(xì)胞釋放某種讓心臟變得更好的‘物質(zhì)’。最重要的問題是‘這種物質(zhì)是什么？’”

Bolli團(tuán)隊(duì)研究人員研究了所謂的c-kit +細(xì)胞的命運(yùn)，其中c-kit +細(xì)胞是從心臟中收集的祖細(xì)胞，之所以被稱作這種名字，是因?yàn)檫@些細(xì)胞存在一種特定的激酶。c-kit +細(xì)胞在制造心肌中的作用一直是科學(xué)家們之間長(zhǎng)期爭(zhēng)論的來源：一些研究發(fā)現(xiàn)沒有證據(jù)證實(shí)它們?cè)隗w內(nèi)產(chǎn)生新的心肌細(xì)胞，而其他的研究得出的結(jié)論是，如果條件合適的話，它們確實(shí)能夠制造心肌。

【5】Lancet：世界首次利用干細(xì)胞治療再生出健康心肌

doi：10.1016/S0140-6736(12)60195-0

來自Cedars-Sinai心臟研究所的臨床試驗(yàn)結(jié)果表明，給病人注入他們自己的心臟來源細(xì)胞有助于受損心臟再生出健康心肌。

心臟病發(fā)作會(huì)在心肌留下疤痕。對(duì)接受實(shí)驗(yàn)性干細(xì)胞治療的病人而言，這種疤痕大小顯著地減少，而且健康心肌發(fā)生相當(dāng)大的增加。

在接受干細(xì)胞治療一年后，接受細(xì)胞治療的病人心臟中疤痕大小減少24%到12%不等(平均下降率約50%)。而沒接受干細(xì)胞治療的對(duì)照組病人心臟中疤痕大小沒有減小。該研究的最初目標(biāo)是證實(shí)其安全性，也想尋找關(guān)于這種治療方法可能溶解疤痕與再生受損心肌的證據(jù)。盡管心臟病病人細(xì)胞治療試驗(yàn)已有十年時(shí)間，但是之前一直沒有取得這么好的結(jié)果。過去，我們能做的所有事情就是通過迅速打開被阻塞的動(dòng)脈來最小化心臟損傷?，F(xiàn)在，此研究表明存在一種再生治療法，這種療法確實(shí)可能逆轉(zhuǎn)心臟病發(fā)作引起的損傷。

【6】Nat Biomed Eng：突破！科學(xué)家利用干細(xì)胞成功再生出心臟外層結(jié)構(gòu)

新聞閱讀：Researchers use stem cells to regenerate the external layer of a human heart

近日，刊登在國(guó)際雜志Nature Biomedical Engineering上的一項(xiàng)研究報(bào)告（doi：10.1038/s41551-016-0003）中，來自美國(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)的研究人員通過研究利用干細(xì)胞成功再生出了人類心臟的心外膜細(xì)胞；研究者表示，早在2012年，我們就發(fā)現(xiàn)如果能夠利用化學(xué)物質(zhì)處理人類干細(xì)胞，使其連續(xù)激活干細(xì)胞并且抑制Wnt信號(hào)通路，就會(huì)促進(jìn)干細(xì)胞轉(zhuǎn)變成為心肌細(xì)胞，心肌作為心臟三層結(jié)構(gòu)中的中間一層結(jié)構(gòu)，其非常厚實(shí)，能夠通過收縮向機(jī)體各部供血。

Wnt信號(hào)通路是由蛋白質(zhì)組成的一種特殊的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，其能夠利用細(xì)胞表面受體將信號(hào)傳入細(xì)胞內(nèi)部。Xiaojun Lance Lian教授表示，我們需要為心臟祖細(xì)胞（cardiac progenitor cells）提供額外的信息使其轉(zhuǎn)化成為心外膜細(xì)胞，但在這項(xiàng)研究之前，我們并不清楚這種特殊的信息是什么，如今通過研究發(fā)現(xiàn)，如果能夠再次激活細(xì)胞中的Wnt信號(hào)通路，我們就能夠重新驅(qū)動(dòng)心臟祖細(xì)胞轉(zhuǎn)變成為心外膜細(xì)胞，而不是心肌細(xì)胞。

這項(xiàng)研究或許能夠幫助研究人員對(duì)機(jī)體整個(gè)心臟壁進(jìn)行再生，通過形態(tài)學(xué)的評(píng)估和功能性的分析，研究者發(fā)現(xiàn)，制造出的心外膜細(xì)胞同人類機(jī)體中和實(shí)驗(yàn)室生長(zhǎng)的心外膜細(xì)胞非常相似。那么最為關(guān)鍵的一點(diǎn)就是如何將心臟祖細(xì)胞轉(zhuǎn)變成為心臟的心內(nèi)膜細(xì)胞（心臟內(nèi)層細(xì)胞），目前研究人員正在努力對(duì)該問題進(jìn)行攻克。

【7】SCTM：新型干細(xì)胞可治療心力衰竭

doi： 10.5966/sctm.2015-0070

近日，一種新的研究方法可傳遞干細(xì)胞到受損心肌細(xì)胞從而治療嚴(yán)重的心臟衰竭，本文于7月27日發(fā)表在《干細(xì)胞轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》雜志上。

Amit Patel醫(yī)學(xué)博士，他是鹽湖城猶他大學(xué)心血管再生醫(yī)學(xué)主任，他和他的同事們招募了60名嚴(yán)重的心力衰竭患者。他們隨機(jī)分配48名患者到常規(guī)護(hù)理干細(xì)胞療法組，另外12名患者只用標(biāo)準(zhǔn)療法治療。

研究人員指出，干細(xì)胞療法非常安全，治療本身沒有副作用。一年之后，病人的射血分?jǐn)?shù)有了適度改善。目前還不清楚這些改善是否可能有意義，Patel補(bǔ)充說，更大的臨床試驗(yàn)正在進(jìn)行中用來觀察這種方法是否可以作為重度心衰的適用方法。

【8】PLoS Comput Biol：計(jì)算機(jī)模擬間充質(zhì)干細(xì)胞療法 將心臟病治療風(fēng)險(xiǎn)降至最低

doi：10.1371/journal.pcbi.1005014

最近科學(xué)家們使用數(shù)學(xué)計(jì)算模型模擬了人類間充質(zhì)干細(xì)胞到達(dá)心臟損傷部位的過程，發(fā)現(xiàn)只用一個(gè)特定亞群的干細(xì)胞就能最大限度地減少間充質(zhì)干細(xì)胞療法帶來的相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Plos Computational Biology上，該研究代表了心肌損傷修復(fù)和再生策略的新發(fā)展，能夠提高干細(xì)胞療法在心臟病患者中的應(yīng)用安全性。

心肌梗死——也即心臟病發(fā)作——在美國(guó)平均每43秒就會(huì)發(fā)生。這一情況大大激勵(lì)了科學(xué)家們對(duì)心肌損傷修復(fù)和再生治療新方法的開發(fā)，其中包括人類間充質(zhì)干細(xì)胞治療。但是在臨床試驗(yàn)中間充質(zhì)干細(xì)胞療法的作用常常比較微弱且短暫，這表明我們對(duì)于間充質(zhì)干細(xì)胞如何影響心臟功能的機(jī)制仍了解有限。

美國(guó)西奈山伊坎醫(yī)學(xué)院的Joshua Mayourian等人使用數(shù)學(xué)計(jì)算模型模擬了這些干細(xì)胞與心臟細(xì)胞之間的電相互作用，深入了解了其中可能存在的有害影響，同時(shí)提出了降低間充質(zhì)干細(xì)胞治療中一些潛在風(fēng)險(xiǎn)的可能方法。

【9】Cell Stem Cell：科學(xué)家將成纖維細(xì)胞成功重編程形成心臟祖細(xì)胞

doi：10.1016/j.stem.2015.12.001

通過遺產(chǎn)性地重編程哺乳動(dòng)物機(jī)體中常見類型的細(xì)胞，來自威斯康星大學(xué)的研究人員成功地制造出了主要的心臟細(xì)胞，即用于形成發(fā)育心臟的原始祖細(xì)胞，相關(guān)研究刊登于國(guó)際雜志Cell Stem Cell上。文章中研究者報(bào)道了他們可以將小鼠的成纖維細(xì)胞成功編程產(chǎn)生誘導(dǎo)的心臟祖細(xì)胞（cardiac progenitor cells），他們所利用的技術(shù)可以有效控制并且制造心臟中的三種主要的心臟細(xì)胞，如果其可以在人類細(xì)胞中復(fù)現(xiàn)，那么有一天或許就可以幫助治療多種心臟疾病。

利用5種基因研究人員就可以將成纖維細(xì)胞推回至發(fā)育階段，進(jìn)而轉(zhuǎn)變成為制造心肌細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞的心臟祖細(xì)胞，這種誘導(dǎo)性的心臟祖細(xì)胞可以制造數(shù)億萬個(gè)關(guān)鍵的心臟細(xì)胞，從而提供豐富的原料來供研究者們?cè)谂囵B(yǎng)皿中對(duì)心臟細(xì)胞進(jìn)行研究，進(jìn)而進(jìn)行多種化合物的安全性及有效性的測(cè)試。

研究人員Kamp說道，因?yàn)橹鼐幊痰募?xì)胞處于高度活躍的分裂之中，因此我們可以相對(duì)容易地制造出數(shù)億個(gè)細(xì)胞；本文研究就好像是逆向工程的練習(xí)一樣，首先觀察在小鼠胚胎心臟發(fā)育過程中的關(guān)鍵遺傳因子，隨后利用這些遺傳因子來誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞退回至心臟發(fā)育的路徑；而工程化的心臟祖細(xì)胞的優(yōu)勢(shì)在于其并不像所有通用的多能干細(xì)胞一樣，來源于成纖維細(xì)胞的誘導(dǎo)性祖細(xì)胞對(duì)于心臟細(xì)胞系是專一的。

【10】Cell Stem Cell：利用干細(xì)胞制造出的心肌細(xì)胞有助精準(zhǔn)心血管醫(yī)療取得進(jìn)展

doi：10.1016/j.stem.2016.07.006

在一項(xiàng)新的研究中，來自美國(guó)斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)利用人誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞（iPS細(xì)胞）制造的心肌細(xì)胞忠實(shí)地反映供者天然的心臟組織中關(guān)鍵基因的表達(dá)模式。因此，這些細(xì)胞能夠被用來預(yù)測(cè)病人是否可能經(jīng)歷藥物相關(guān)的心臟損傷。相關(guān)研究結(jié)果于2016年8月18日在線發(fā)表在Cell Stem Cell期刊上，論文標(biāo)題為“Transcriptome Profiling of Patient-Specific Human ipsC-Cardiomyocytes Predicts Individual Drug Safety and Efficacy Responses In Vitro”。

這一發(fā)現(xiàn)驗(yàn)證了利用這樣的細(xì)胞測(cè)試某些藥物的潛在心臟毒性和設(shè)計(jì)用于治療心肌病等疾病的新療法。研究人員認(rèn)為，在病人接受治療之前，精確地找出哪些人可能遭受心臟損傷可能改善很多藥物的安全記錄。

論文通信作者、斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院斯坦福心血管研究所主任、心血管醫(yī)學(xué)教授和放射學(xué)教授Joseph Wu博士說，“在臨床試驗(yàn)中，30%的藥物最終因安全性而被撤回。這項(xiàng)研究證實(shí)這些細(xì)胞起著一種功能性讀出器的作用：預(yù)測(cè)病人的心臟如何可能對(duì)特定的藥物治療作出反應(yīng)和鑒定出哪些人應(yīng)當(dāng)避免某些療法?！?/p>