心臟再生治療的最新進展

實用心腦肺血管病雜誌 發佈 2020-04-28T18:46:13+00:00

早在2001年,哈佛大學著名科學家PIERO ANVERSA 便稱可以用骨髓來源的c-kit + 細胞使心肌再生;2003年,PIERO ANVERSA在《細胞》雜誌上發表文章稱成人心臟中有一組具有在心臟損傷後分化為心肌細胞能力的 c-kit + 細胞,但從 2004 年起就不斷


韓月,朱莉,宋桂仙 . 心臟再生治療的最新進展[J]. 實用心腦肺血管病雜誌,2020,28(3):109-113.[www.syxnf.net]

  為保護衰竭的心臟,近幾十年來眾多科學家專注於促進心臟再生的方法,而心臟再生成為當前心血管病學領域的研究熱點之一,本文主要綜述了心臟再生治療的最新研究進展、局限性和發展前景。

01 幹細胞

  幹細胞移植是目前心臟再生領域最重要的治療方法,雖然近兩年關於幹細胞的研究呈「噴井式」爆發,但也面臨著巨大爭議,近兩年幹細胞在心臟再生領域的最新進展及爭議如下。

1.1 胚胎幹細胞(embryonic stem cells,ESC) ESC 很容易擴增並能在體外分化為心肌細胞,可為心臟移植提供數量充足的心肌細胞。

1.2 誘導多能幹細胞(induced pluripotent stem cells,IPSCs) IPSCs提供了一種新的基於細胞的心臟修複方法,使自體或異基因移植成為可能,並避免了與ESC相關的倫理問題。


雖然 IPSCs 已被證實為心臟再生治療領域的一項重大突破,但與其他幹細胞一樣,IPSCs 也存在著分化不成熟、存活率低、致心律失常、增加腫瘤發生風險等缺陷,相信隨著IPSCs 分泌的 EVS 的發現、IPSCs 純度的提高、電刺激技術及新型支架的發明等,IPSCs 的缺陷將被一一攻破,用於心臟再生治療的風險將進一步降低。

1.3 內源性心臟幹細胞 / 祖細胞(endogenous cardiac stemcells/progenitor cells,CSCs/PCs) CSCs/PCs 包括 c-kit + 細胞、Sca-1 + 細胞、心球樣細胞團源性細胞(cardiosphere-derived

cells,CDC)、islet-1 + 細胞及心外膜來源細胞。早在2001年,哈佛大學著名科學家 PIERO ANVERSA 便稱可以用骨髓來源的c-kit + 細胞使心肌再生;2003年,PIERO ANVERSA在《細胞》雜誌上發表文章稱成人心臟中有一組具有在心臟損傷後分化為心肌細胞能力的 c-kit + 細胞,但從 2004 年起就不斷有質疑的聲音出現:有學者發現骨髓來源的 c-kit+ 細胞並不能分化為心肌細胞,因此其用於心臟再生治療已被否定;2014—2016 年,有三個獨立的實驗室通過體內基因追蹤技術確認成年人心臟中 c-kit + 細胞並不具有分化為心肌細胞的能力,即不是心臟幹細胞


02 多肽

深入的探索多肽在心臟再生治療中的作用則有助於為心臟再生治療開闢出一條新的道路。

2.1 基質金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMPs)抑制劑 MMPs 是一類鋅依賴性內肽酶,其主要參與細胞外基質(extracellular matrix,ECM)中各種蛋白質的降解,而組織金屬蛋白酶抑制劑(tissue inhibitor of matrix metalloproteinases,TIMPs)是 MMPs 的特異性抑制劑,MMPs 與 TIMPs 的失衡會破壞 ECM 的動態平衡並導致心肌梗死、心臟損傷等。目前,MMPs 抑制劑已成為心臟再生治療領域多肽研究方面最重要的部分。

2.2 1,4- 二(4- 苯氧基苯甲醯基)苯(P-EKKE) 筆者所在課題組採用螢光標記的 P-EKKE 培養 H9c2 細胞發現,P-EKKE 可有效促進 H9c2 細胞增殖並促使細胞進入 S 期及G2期,並能有效調節周期相關基因的表達,初步證實P-EKKE在心臟再生過程中發揮作用的可能性,但目前國內尚無關於P-EKKE 在心臟再生治療中作用的研究報導,而對於 P-EKKE在心臟再生過程中的作用及其作用機制等尚需進行大量臨床和動物實驗進一步研究,以為心臟再生治療提供新的思路。

03 中藥

中藥因對幹細胞的誘導具有促進作用而在心臟再生領域中占得一席之地,有研究發現,中藥固本培元散的中藥合劑餵養的心肌梗死大鼠血清可在體外促進新生大鼠心肌細胞和hiPSCs 來源的心肌細胞的分裂,並促進成年小鼠心肌損傷後心臟修復;也有研究發現,中藥方劑柴胡龍骨髓湯可促進骨髓間充質幹細胞(bone marrow mesenchymalstem cells,BM-MSCs)動員並抑制炎性反應,減輕急性心肌梗死(AMI)引起的心臟損傷。因此,中藥可能成為未來心肌損傷和心力衰竭的非侵入性替代治療的良好選擇。

04 microRNA(miRNA)

由於 miRNA 持續和不受控制的表達將導致心律失常甚至死亡,因此,miRNA 在心臟再生治療中的應用目前還處於起步階段,且其劑量尚需嚴格控制。


05 3D 列印心臟

3D 列印心臟這一轟動全球的重大突破有利於解決心臟移植供體不足和免疫排斥問題,相信隨著 3D 列印心臟技術的成熟與應用將成為心臟再生治療領域甚至醫學領域最偉大的革命。

06 小結與展望

  心臟再生領域對幹細胞的研究已取得重大突破,雖然存在著缺陷、風險、爭議,但仍是心臟再生治療領域最主要的組成部分;多肽是最有前景心臟再生治療方法,而由於多種多肽通過打破 ECM 的平衡而促進心臟損傷,因此多肽特異性抑制劑相關研究如火如荼。此外,心臟再生治療領域的一些新興研究不斷湧現,如中藥對幹細胞的誘導的促進作用、miRNA 對心臟細胞重生的促進作用及3D 列印心臟可能成為未來心臟移植的重要供體來源等,相信隨著心臟再生治療研究的不斷深入,未來瀕死心臟恢復跳動的希望已經不是夢想。



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