PNAS:心臟修復新曙光!胎盤干細胞能再生心肌
2019/05/23
新發現!這些胎盤干細胞可以再生心肌,為促進心臟修復提出潛在方法。

強大的心臟需要健康的心肌。之前科學家們利用先進的分子和遺傳技術對心臟細胞進行檢測,但成人心臟不含干細胞的研究結論令人大失所望。這就意味著心肌是人體內再生能力最差的組織之一。然而,科學家們并沒有放棄尋找心臟修復的新療法。

近日,美國西奈山伊坎醫學院(Icahn School of Medicine at Mount Sinai)的研究人員發現,在動物模型中,一些胎盤干細胞在心臟病發作后再生健康的心臟細胞。該研究結果發表在《PNAS》上,這代表了科學家可能找到一種再生心臟和其他器官的新療法。


DOI:10.1073/pnas.1811827116

早在2011年,西奈山伊坎醫學院的研究人員就宣布,他們已經使用胎盤干細胞來幫助修復懷孕小鼠受損的心臟,這在心臟病學界引起了轟動。如今,他們在原來的研究基礎上更進一步,分離出具有再生能力的細胞的精確數量。

填補Cdx2細胞的認知空白

研究人員將目光對準干細胞Cdx2細胞,這是先前確定的干細胞混合群中最常見的干細胞類型。并且,它們在胎盤輔助心臟的干細胞中所占比例最高(40%)。研究顯示,小鼠胎盤中的Cdx2細胞可以通過循環系統遷移并靶向心臟損傷。。


圖片來源:西奈山醫學院

西奈山伊坎醫學院心血管再生醫學主任Hina Chaudhry表示:“從歷史上看,Cdx2細胞只在胚胎發育早期產生胎盤,但此前從未有證據表明它們具有再生其他器官的能力,這就是為什么這一研究結果如此令人興奮。這些發現也為心臟以外的其他器官的再生治療鋪平了道路?!?br />
為了探究Cdx2細胞具有再生心肌的功能,研究人員使用了三種不同的心臟病雄性小鼠模型。一組接受小鼠妊娠末期胎盤來源的Cdx2干細胞治療,一組接受不表達Cdx2的胎盤細胞治療,第三組作為對照組接受生理鹽水安慰劑。研究人員利用核磁共振成像技術來確定動物的心臟反應。


研究人員觀察到,Cdx2組所有小鼠的心臟具有顯著的改善和再生的健康組織。3個月后,干細胞直接遷移到心臟損傷,并形成新的心肌細胞和血管,而另外兩組的小鼠出現了心力衰竭并且沒有心臟再生的跡象。

避免免疫反應的Cdx2干細胞

有意思的是,對這些Cdx2干細胞的免疫轉錄組和蛋白質組分析顯示,引發免疫反應所需的標志物表達量低,而且有獨特的蛋白質來促進它們的免疫調節。也就是說,Cdx2細胞進入母體后能夠逃避免疫監視,這對于利用Cdx2細胞進行異體細胞治療來說至關重要。

用干細胞再生受損的心肌是科學家的一項熱門研究,但到目前為止結果喜憂參半。去年,美國國立衛生研究院(NIH)的國家心肺血液研究所暫停了一項對慢性心力衰竭患者骨髓間充質干細胞的研究。

西奈山的研究人員認為,與心血管疾病研究的其他類型細胞相比,Cdx2胎盤細胞具有幾個重要優勢。它們不僅表達能夠產生體內所有器官的蛋白質,還允許它們進入損傷部位的蛋白質。更為重要的是它們并沒有引起有害的免疫反應。

Hina Chaudhry說:“它們幾乎就像一群充滿能量的干細胞,它們可以瞄準受傷部位,通過循環系統直接到達受傷部位,并且能夠避免宿主免疫系統的排斥反應?!?br />
如果該研究結果真的推動人類心臟病修復的進程,那么會有更多的心臟病患者能夠因此得到更為有效的治療。

參考資料:

[1] Researchers discover placental stem cells that can regenerate heart after heart attack

[2] Placental Stem Cells Can Regenerate Heart After Heart Attack

[3] Multipotent fetal-derived Cdx2 cells from placenta regenerate the heart," PNAS (2019). www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1811827116

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