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精准医学前沿原创出品：近日，美国西奈山伊坎医学院(Icahn School of Medicine at Mount Sinai)的研究人员在动物模型中证明，从胎盘中提取的Cdx2细胞可以在心脏病发作后再生健康的心脏细胞。这是在人类心脏病的临床试验历史上，科学家首次在培养皿中培养出能够跳动的心脏细胞，这项研究结果发表在2019年5月20日出版的《美国国家科学院院刊》(PNAS)上，它可能代表了一种再生心脏和其他器官的新疗法。 西奈山伊坎医学院心血管再生医学主任、首席研究员Hina Chaudhry医学博士说：“从历史上看，Cdx2细胞只在胚胎发育早期产生胎盘，但此前从未被证明具有再生其他器官的能力，这就是为什么这是如此令人兴奋的原因。这些发现也可能为心脏以外的其他器官的再生治疗铺平道路，它们几乎就像一群充满能量的干细胞，它们可以瞄准受伤部位，通过循环系统直接到达受伤部位，并能够避免宿主免疫系统的排斥反应”。 Cdx2表达式和谱系追踪 西奈山研究小组此前发现，混合小鼠胎盘干细胞可以帮助怀孕母鼠的心脏在可能导致心力衰竭的损伤后恢复。在这项研究中，他们发现胎盘干细胞转移到了母亲的心脏，并直接转移到了心脏损伤的部位。然后，干细胞将自己编程为跳动的心脏细胞，帮助修复过程。 这项新的研究旨在确定是哪种干细胞使心脏细胞再生。研究人员首先观察了Cdx2细胞，这是在先前确定的混合人群中最常见的干细胞类型，并发现它们在胎盘辅助心脏的干细胞中所占比例最高(40%)。 Cdx2-EGFP细胞体外血管分化的研究 为了测试Cdx2细胞的再生特性，研究人员在三组雄性小鼠中诱导心脏病发作。第一组接受小鼠妊娠末期胎盘来源的Cdx2干细胞治疗，第二组接受不表达Cdx2的胎盘细胞治疗，第三组接受生理盐水对照组。 研究小组使用核磁共振成像技术分析了所有心脏病发作后立即出现的小鼠，以及用细胞或生理盐水诱导后三个月的小鼠。他们发现Cdx2干细胞治疗组的每只小鼠心脏健康组织都有显著的改善和再生。三个月后，干细胞直接迁移到心脏损伤处，形成新的血管和新的心肌细胞(跳动的心肌细胞)。注射盐水和非cdx2胎盘细胞的小鼠出现心力衰竭，心脏没有再生的迹象。 Cdx2-EGFP细胞在体内心脏修复中的作用 研究人员注意到Cdx2细胞的另外两个特性：它们拥有胚胎干细胞的所有蛋白质，已知这些蛋白质可以产生身体的所有器官，但也有额外的蛋白质，使它们能够直接到达损伤部位，这是胚胎干细胞所不能做的，而且它们似乎可以避免宿主的免疫反应。当从胎盘给其他动物注射时，免疫系统不会排斥这些细胞。 Hina Chaudhry解释道：“这些特性对于我们已经开始的人类干细胞治疗策略的发展是至关重要的，因为这可能是一种很有希望的人类治疗方法。我们也已经能够从人类胎盘中分离出Cdx2细胞；因此，我们现在希望能够设计出一种比过去更好的人类干细胞治疗心脏的方法，过去在人类身上测试的策略并不是基于实际证明能形成心脏细胞的干细胞类型，而使用胚胎干细胞来实现这一目标与伦理和可行性问题有关。胎盘在世界各地经常被丢弃，因此几乎是一个无穷无尽的来源。“ 西奈山伊坎医学院(心脏病学)博士后研究员，第一作者Sangeetha Vadakke-Madathil博士说：“这些结果令我们非常惊讶，因为在人类心脏病的临床试验中，没有任何其他类型的细胞在培养皿中被证明成为跳动的心脏细胞，但这些细胞在我们将它们注射到血液循环中时就知道该去哪里了”。 参考资料： Sangeetha Vadakke-Madathil, Gina LaRocca, Koen Raedschelders, Jesse Yoon, Sarah J. Parker, Joseph Tripodi, Vesna Najfeld, Jennifer E. Van Eyk, Hina W. Chaudhry. Multipotent fetal-derived Cdx2 cells from placenta regenerate the heart. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2019 https://www./releases/2019/05/190520171622.htm |
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