干細(xì)胞能自我更新,其在特定條件下能夠產(chǎn)生至少一種終末分化細(xì)胞,有望修復(fù)或替換心肌病、心力衰竭和冠心病等心臟病發(fā)作時損害的心臟組織,能夠改善患者心功能,提升生活質(zhì)量。
心臟病包括心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)疾病、心肌缺血、心力衰竭和心律失常等,嚴(yán)重威脅國民經(jīng)濟(jì)與健康。在中國,心臟病的患病人數(shù)持續(xù)增加,近年來,干細(xì)胞技術(shù)作為第三種醫(yī)療手段,為許多“頑疾”帶去了治療的希望,而其與心臟疾病對抗的表現(xiàn)也毫不遜色,展現(xiàn)了干細(xì)胞用于心臟疾病的巨大潛力。
干細(xì)胞憑借在治療重癥、危重癥患者新冠肺炎患者方面的著突出貢獻(xiàn),再次進(jìn)入了公眾的視野當(dāng)中。其實,除了新冠肺炎,干細(xì)胞治療在心臟病治療領(lǐng)域已相當(dāng)成熟。
心臟病發(fā)作(急性心肌梗死)造成的損害程度如此之大,以至于心臟無法自行修復(fù)或阻止進(jìn)一步的損害。值得注意的是,心臟干細(xì)胞治療完全或部分逆轉(zhuǎn)了2/3的相關(guān)病變,約85%的受病變影響的細(xì)胞對治療反應(yīng)良好。心血管疾病是中國乃至全球的頭號殺手。目前,這項關(guān)于干細(xì)胞如何修復(fù)受損心臟的新研究有望促進(jìn)干細(xì)胞療法的廣泛應(yīng)用。本研究旨在探討干細(xì)胞對梗死心肌的分子效應(yīng)以及通過干細(xì)胞治療逆轉(zhuǎn)心肌損傷的可能性。
缺血心肌一旦死亡,往往無法修復(fù),會對心肌細(xì)胞造成永久性損傷,形成瘢痕組織,對心臟功能造成不可逆轉(zhuǎn)的損害,甚至導(dǎo)致心力衰竭。因此,治療方案非常有限。雖然我們身體中的一些組織(如骨髓、脂肪)富含干細(xì)胞,但心臟幾乎完全缺乏干細(xì)胞。因此,對于心臟來說,從外部引入干細(xì)胞已成為醫(yī)學(xué)研究的方向之一。
目前,干細(xì)胞移植在修復(fù)損傷心肌細(xì)胞、促進(jìn)心肌細(xì)胞再生、血管重建、改善心臟功能等方面逐漸顯現(xiàn)出優(yōu)勢。在心血管疾病研究中,已有多種干細(xì)胞運(yùn)用于臨床研究:
1.骨髓干細(xì)胞(marrowmesenchymalstemcells,MSCs)
骨髓來源干細(xì)胞包括間充質(zhì)干細(xì)胞(marrowmesenchymalstemcells,MSCs)、造血干細(xì)胞(hematopoieticstemcells,HSCs)和內(nèi)皮祖細(xì)胞(endothelialprogenitorcells,EPCs)等。這類細(xì)胞較易獲取,可從自體骨髓中直接獲得,亦或通過干細(xì)胞生成因子/粒細(xì)胞集落刺激因子動員后經(jīng)外周血獲取,因此較多用于臨床試驗中。由于干細(xì)胞的全能性,其移植后能促進(jìn)新生血管形成、減少心肌纖維化、減小左心室舒張末期容積,進(jìn)而改善心功能、提高生存率。
2.胚胎干細(xì)胞(embryonicstemcell,ESCs)
ESCs來源于囊胚期內(nèi)細(xì)胞團(tuán),具有多向分化能力,可通過直接分化或旁分泌作用分化為包括心肌細(xì)胞在內(nèi)的任何細(xì)胞。Ban等發(fā)現(xiàn),在心肌梗死的區(qū)域注射ESCs來源的心肌樣細(xì)胞可以促進(jìn)心臟修復(fù),進(jìn)而使心功能得到改善。近年來,已有報道在靈長類及其他動物身上完成ESCs分化為心肌細(xì)胞的相關(guān)實驗,研究證實ESCs可分化為心肌細(xì)胞,成功與宿主心肌細(xì)胞實現(xiàn)電機(jī)械耦聯(lián),進(jìn)而實現(xiàn)了心肌細(xì)胞的再生,也顯著改善了心功能。
3.脂肪干細(xì)胞(adipose-derivedstemcells,ADSCs)
ADSCs也有類似于MSCs的多向分化、自我更新等特征,具有分化為脂肪組織、葉間組織等潛能。最新研究證實,ADSCs在Rho激酶(ROCKs)的重要作用下可分化成為心肌細(xì)胞。ADSCs是從脂肪組織中分離而來的干細(xì)胞,因其來源廣故又成為心血管疾病治療的一種新選擇。
1、分化為心肌細(xì)胞
干細(xì)胞具有多向分化潛能,在體外能分化為心肌細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞。但目前研究發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞分化為心肌細(xì)胞與改善的心功能不完全符合,其他的機(jī)制也發(fā)揮了重要的作用。
2、分化成新生血管
研究發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞可以分化成新生血管,這有助于提高缺血性心肌病患者的心功能。
3、旁分泌機(jī)制
干細(xì)胞可通過釋放細(xì)胞因子、化學(xué)趨化因子、生長因子而誘導(dǎo)心肌修復(fù)。這些物質(zhì)能促進(jìn)再生過程,包括內(nèi)源性干細(xì)胞的激活、新血管形成、抑制凋亡,抑制肥大增生等,這些作用提高了心室功能,改善灌注,促進(jìn)心肌修復(fù)。
對心臟病患者而言,干細(xì)胞可以改善心功能,促進(jìn)血管新生和心肌再生。其臨床前研究與臨床試驗已取得進(jìn)展,干細(xì)胞的再生能力使干細(xì)胞在治療心臟病上占據(jù)優(yōu)勢,干細(xì)胞治療是非常有前景的治療心臟病的方法。人體內(nèi)多種類型干細(xì)胞可以應(yīng)用于疾病治療中,應(yīng)用干細(xì)胞的倫理和免疫排斥等問題正一步步得到解決。
近年來,越來越多的研究證實了間充質(zhì)干細(xì)胞能夠在心臟病的治療中發(fā)揮作用,并且其安全性和有效性不斷被證實,因此間充質(zhì)干細(xì)胞也被認(rèn)為是心臟病的新治療思路。未來,隨著更大規(guī)模臨床試驗的開展,以及進(jìn)一步評估結(jié)果的產(chǎn)出,間充質(zhì)干細(xì)胞將會給心臟病患者帶來更大的福音。
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