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干细胞在灵长类动物心力衰竭研究中的恢复功能

2020-10-22  流放之地...

西雅图的UW Medicine的研究人员成功地使用人类干细胞来恢复心力衰竭的猴子的心脏功能。研究结果表明,该技术对心衰患者有效,心衰是世界上死亡的主要原因。

华盛顿大学医学院病理学教授Charles“Chuck”Murry博士说:“细胞形成新的肌肉,融入心脏,使其再次剧烈泵出。”他还是心脏病学和生物工程学的医学教授。他是威斯康星大学干细胞与再生医学研究所的主任,也是该研究项目的高级领导。

“在一些动物身上,”Murry说,细胞使心脏的功能恢复到正常水平的90%以上。“Murry和他的同事们在7月2日出版的Nature Biotechnology杂志上报道了他们的发现。该论文的主要作者是Drs。刘延文,陈比利和杨秀兰。

“我们的研究结果表明,人类胚胎干细胞来源的心肌细胞可以使猕猴心脏中的梗塞再次肌肉再生,并且这样做可以减少疤痕的大小并恢复大量的心脏功能,”Murry说。“这应该给心脏病患者带来希望。”

大多数心力衰竭是由心脏病发作引起的心肌死亡引起的。由于心肌不再生,受损区域被瘢痕组织取代,瘢痕组织不会收缩。结果,心脏变弱了。在某一点上,心脏不再能够抽出足够的血液来为身体提供所需的氧气。这被称为心力衰竭。症状包括疲劳,深度虚弱和呼吸短促。大约有650万美国人患有心力衰竭,每年有超过60万人死于这种疾病。目前,没有办法恢复心脏失去的肌肉功能。

在这项新研究中,研究人员在猕猴中引发了实验性心脏病发作。选择猕猴是因为它们的心脏大小和生理学接近于人类。心脏病发作减少了心脏的左心室射血分数 - 衡量心脏每次抽血的血量 - 从大约65%到40%,足以让动物心脏衰竭。

两周后,研究人员拍摄了他们从胚胎人类胚胎干细胞中生长的心脏细胞,并将它们注射到年轻的瘢痕组织中和周围。每只动物接受大约7.5亿这些人胚胎干细胞衍生的心肌细胞。为了比较,对照组注射了用于将干细胞注射到治疗动物中的无细胞形式的溶液。

研究人员发现,在治疗后4周,未治疗的对照动物的射血分数基本保持不变,保持在40%左右,但在治疗的动物中,射血分数上升到49.7%,大约回到中途。正常。磁共振成像或MRI扫描显示,新的心肌已在治疗心脏的瘢痕组织内生长,而未治疗的动物未见新肌肉。

研究人员跟踪了两只治疗动物和一只对照动物三个月,对照动物的射血分数下降,而治疗的动物继续改善。他们的射出分数从治疗后4周的51%上升到61%和66% - 基本上是正常的射血分数 - 在三个月内。

当研究人员研究心脏时,他们发现人类心脏细胞在受损区域形成了新的肌肉组织。新的肌肉组织已经取代了10%至29%的瘢痕组织,与周围的健康组织融为一体,并发育成为成熟的心脏细胞。

Murry说他的小组研究的目标是开发一种治疗方法,可以在心脏病发作后不久给予人们预防心力衰竭。他说,因为心脏细胞是长寿的,所以不需要额外的治疗。移植的干细胞也将进行基因改造,以降低免疫排斥的风险,这通常使器官移植复杂化。

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