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Nature子刊受胚胎发育过程启发而来的
心肌梗塞(MyocardialInfarction)是当下全球人口中最大的死因之一,表现为急性或持续性缺血、缺氧所引起的心肌坏死,而心肌本身又缺乏再生能力以进行修复。目前,临床上尚无手段以弥补心肌梗塞造成的心肌细胞数量减少。不过,已有一些试验性思路正在探索中,但是却因为种种挑战仍与实际医学应用有着相当的距离。
将干细胞悬液施于梗塞部位以使其分化为心肌细胞是一种看似最为直观的方法。然而,这些游离的单个细胞很难留存于梗塞部位,绝大多数在几天内便会“逃逸”进入血液循环。若将干细胞包裹在水凝胶的多孔小型组织支架中再植入梗塞部位,虽然留存情况会改善,但由于支架中氧气扩散的速率往往难以满足干细胞的需要,后者在这些支架中会大量死亡。此外,刚刚发生心肌梗塞的部位往往会聚集相当数量的巨噬细胞及其分泌的细胞因子。这不仅会直接伤害到植入的干细胞,还会因后者的加入还被进一步激发,从而十分不利于干细胞的存活。
更为令人担忧的是,分化程度较低的干细胞可能会在心肌内形成肿瘤。为了避免这一后果,上述干细胞通常需要经过一定程度的分化,以减少发生癌变的几率。在这一过程中,分化的时机需精确掌控。如果将较成熟心肌细胞植入,这些细胞会因已形成固有的且与受体心肌细胞不一致的电生理特性,而造成心肌功能异常;只有让干细胞成为处于早期分化阶段的心肌细胞,再进行植入,才能既减少癌变风险,又使其被周围的受体心肌细胞调试,发展出与其一致的电生理特性。
这么一说,心肌梗塞的干细胞疗法真是说起来容易,做起来难。然而即便这样,最近,美国俄亥俄州立大学的刘振国、何晓明和NoahWeisleder教授的研究团队仍然摸索出了一套有效的干细胞疗法,在心肌梗塞小鼠模型中取得了显著的效果。他们的成果发表在近期的Nature子刊《NatureCommunications》上。
▲刘振国(左)、何晓明(中)和NoahWeisleder(右)教授
(图片来源:俄亥俄州立大学