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科学家制造出革命性新细胞类型能治疗心脏衰竭!

每年美国大约有61万人因心脏疾病死亡,约占死亡人口的四分之一。这是一个相当棘手的医学难题:心脏损伤几乎是不可逆的,因为心脏细胞无法再生。

但无法再生的情况很可能即将成为往事,研究人员已经发现如何制作出一种新类型细胞,它让心脏能够自我修复。这项新研究发表在细胞与干细胞期刊(Cell Stem Cell)上,宣称使用了让研究人员能够暂时”冻结” 干细胞的革命性新技术以制作出这些可移植的细胞,。

心脏衰竭(heart failure,HF)是心脏负荷过重、或是心脏的含氧血液供应过低所导致,造成心脏肌肉细胞cardiomyocytes(CMs)的大量流失。Sheng Ding博士是Gladstone心血管疾病研究所(Gladstone Institute of Cardiovascular Disease)的教授,也是这项研究的共同作者,他说,”一次心脏病发作会死去至少十亿个心脏细胞。”

这些心脏肌肉细胞CMs不仅无法由心脏再生,他们也不能被新植入的CMs代替。Ding博士说,”新的心脏细胞被移植入患者心脏后无法生存,多数在一两天之内会死亡。”

Ding博士的团队认为如要克服这个问题,一种的可能方式是使用称之为”祖细胞” (progenitors)的细胞。虽然这些祖细胞有点类似多功能干细胞(干细胞可以生成所有人体内发现的任何细胞),但还是有所区别,是即祖细胞已被编译只能成为特定的细胞,包括心脏细胞。

当心脏在胚胎中形成时,心血管祖细胞(Cardiovascular progenitor cells,CPCs)就自然产生了,他们继续成长为所有必要的心脏细胞类型,包括CMs。科学家能够在实验室中使用鸡尾酒药品从干细胞产生这些心血管祖细胞(CPCs),在祖细胞发展成为功能齐全的心脏细胞之前停止其自然发展。这些实验室制成的细胞被称为”诱发性可发展心血管祖细胞”(induced expandable CPCs)。

用新CPCs做出三种关键的心脏细胞

这些CPCs不仅可被诱发成长为新的心脏细胞,他们还可以无限复制,意味着我们可以注入具有自我修复能力的生物材料至受损的心脏中。为了验证这个理论,科学家将含有这些CPCs的溶液被注射到心脏病发的老鼠身体中,这些CPCs已被”锁定”将成长为各种型态的心脏细胞。

令人难以置信的是,这些新细胞90%都会自发地转化为正常运作的心脏细胞,生长为新的血管和产生新的肌肉组织。相较之下,植入干细胞则需要复杂的一系列信号才能开始成长为心脏细胞,毋宁是一项长足的进步。

老鼠的心脏功能有所改善至少为期三个月。原本的干细胞来源是皮肤细胞,这让我们看到一种极为诱人的未来可能性:患者自身的皮肤细胞可以用来治疗自己的心脏疾病。

Ding博士表示,”我预测在未来几年,我们将能以非常相似的方式制作出人类的心血管祖细胞,在那之后将会有人体试验。”

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