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作為由嚴(yán)重心血管疾病引起的醫(yī)療緊急事故，心肌梗塞（MI）對心臟造成永久性的危及生命的損傷。在一項新的研究中，來自中國香港城市大學(xué)和韓國天主教大學(xué)等研究機(jī)構(gòu)的研究人員開發(fā)出一種雙管齊下的方法：利用兩種類型的干細(xì)胞同時再生心肌細(xì)胞和心臟血管系統(tǒng)。這一發(fā)現(xiàn)為開發(fā)出一種修復(fù)發(fā)生心肌梗塞的心臟（下稱MI心臟）的療法提供了希望，而且一旦開發(fā)成功，這種療法有望作為對重癥患者進(jìn)行現(xiàn)有的復(fù)雜且危險的心臟移植的替代方案。相關(guān)研究結(jié)果近期發(fā)表在Nature Communications期刊上，論文標(biāo)題為“Dual stem cell therapy synergistically improves cardiac function and vascular regeneration following myocardial infarction”。
心肌梗塞是一種由心肌的冠狀動脈供血不足引起的致命疾病。它導(dǎo)致心肌細(xì)胞（CM）的永久性損失和瘢痕組織形成，從而引起心臟功能的不可逆破壞，甚至心力衰竭。針對嚴(yán)重心肌梗死和晚期心力衰竭的治療選擇是有限的，心臟移植是最后的選擇。但是，它風(fēng)險很大，成本高，并且受限于合適的供者。因此，基于干細(xì)胞的療法已成為一種有前途的治療選擇。
香港城市大學(xué)生物醫(yī)學(xué)科學(xué)系干細(xì)胞生物學(xué)家Ban Kiwon博士一直致力于開發(fā)新型的基于干細(xì)胞的心臟再生療法。他解釋道，“心臟是一種由心肌和血管組成的器官，在那里，血管是向心肌供應(yīng)氧氣和能量所必不可少的。鑒于心肌梗塞發(fā)生后，心肌和心臟血管系統(tǒng)都會受到嚴(yán)重?fù)p傷，因此治療策略應(yīng)當(dāng)側(cè)重于同時對這兩者進(jìn)行綜合修復(fù)。但是，在此之前，這些策略僅專注于修復(fù)其中的一種。
基于此，Ban博士及其合作者開發(fā)了一種雙管齊下的方法。它旨在通過利用兩種主要的干細(xì)胞類型---人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（hMSC）和源自人誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞的心肌細(xì)胞（hipsC-CM），同時讓心肌和心臟血管系統(tǒng)再生。
在這項新的研究中，之所以使用hMSC是因為它們具有突出的旁分泌活性，可分泌良好的蛋白來促進(jìn)血管再生和內(nèi)皮細(xì)胞存活；之所以使用hipsC-CM是因為它們與人原代心肌細(xì)胞在心臟特異性基因、結(jié)構(gòu)蛋白和離子通道的表達(dá)方面，更重要的是在自發(fā)性收縮方面，具有相似性。
首次研究兩種不同的干細(xì)胞對心臟修復(fù)的影響
雖然之前的多項研究分別描述了hiPSC-CM或hMSC對心肌梗塞的有益作用，但是這是同時探究這兩種不同干細(xì)胞在心臟修復(fù)中的作用的第一項研究。這些研究人員采用了一種雙管齊下的方法：hMSC和hiPSC-CM通過兩種不同的途徑加以遞送。將hipsC-CM直接心肌內(nèi)注射到大鼠心臟的邊緣區(qū)域，而將裝載hMSC的補(bǔ)片植入在梗塞區(qū)域的頂部上，就像繃帶那樣。
這些結(jié)果顯示，這種雙管齊下的方法導(dǎo)致MI心臟中的心臟功能的顯著改善和血管形成的增強(qiáng)。植入的裝載hMSC的補(bǔ)片不僅提供了如預(yù)期的那樣增強(qiáng)血管再生的微環(huán)境，而且還改善了hipsC-CM的停留，最終增強(qiáng)了心臟功能并恢復(fù)了受損的心肌。
此外，組織學(xué)分析結(jié)果表明，裝載hMSC的補(bǔ)片的植入促進(jìn)了注射的hiPSC-CM的功能成熟。它們在細(xì)胞變得更加細(xì)長和具有矩形的形狀，組裝起來似乎更有條理，這是成熟的成體心肌細(xì)胞的典型形態(tài)特征。心肌內(nèi)注射的hipsC-CM的功能成熟尤為重要。這是因為它可以降低心律失常的潛在風(fēng)險，其中心律失常意味著心臟不規(guī)則收縮，這是心臟性猝死的一個主要原因。
心臟再生及其他方面的應(yīng)用潛力
Ban博士說，“我們相信這種新型的雙管齊下的方法能夠潛在地為心臟再生領(lǐng)域提供轉(zhuǎn)化益處和臨床益處?；谙嗤脑?，這種治療方案也可能適用于修復(fù)其他器官，包括大腦、肝臟和胰腺，在那里，多種類型的干細(xì)胞是共存的?！边@些研究人員如今正在大型動物模型（比如豬）中開展后續(xù)研究。
