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随着岁月的流逝，我们的身体经历着的磨损和老化，同时，人体通过再生和修复机制在不断生长和更新，对抗衰老。 2017年6月，Science杂志推出“Repair and Regeneration”《修复与再生》专刊，涵盖了“组织修复再生中的炎症与代谢”，“视神经通路的再生”，“心脏修复与再生”，以及“自我修复细胞”等领域。  心脏的修复与再生，一直是再生医学最重要、最活跃的研究领域。 此专刊中，美国杜克大学Poss KD教授，发表了《心脏再生策略：保持心脏年轻》（Cardiac regeneration strategies: Staying young at heart）的综述，从心脏再生的挑战和心脏再生策略等方面进行了介绍。  △美国杜克大学Poss KD教授 心脏------终生勤勤恳恳工作的模范 人类的心脏就象一个“泵”，在生命的长河中，始终有节律的收缩、舒张，勤勤恳恳坚持工作，平均每分钟跳动80次，每天向全身输送8000升血液。  然而，终生任劳任怨、勤勤恳恳工作的模范------心脏，却是人体内再生能力最差的器官之一。 人小肠上皮细胞的更新时间为7天，红细胞的更新时间为4个月。 而心肌细胞每年仅有0.3-1%的被更新。 因此，从出生开始，心脏的大部分的心肌细胞将终生陪伴着我们，一旦损伤，心肌细胞很难被再生修复，将由成纤维细胞取代，形成瘢痕组织。  △左心室前壁心肌梗死 一、心脏再生的挑战-------心脏中心肌干细胞数量很少！ 心肌细胞具有：长寿，有节律的收缩、舒张和具有弹性等优点。 但是，心肌细胞对缺血、缺氧耐受能力差，当冠状动脉发生阻塞，引起急性心肌梗死（myocardial infarction，MI）时，由于缺乏心肌干细胞，不能迅速再生大量心肌细胞，导致损伤的心肌细胞被成纤维细胞取代，形成瘢痕。随着时间的推移，一颗伤痕累累的心可能会走向心力衰竭。 目前，全世界大约有3800万心衰患者。 二．心脏再生策略： 策略一：移植干细胞来源的心肌细胞  iPSC（诱导多能干细胞）或ESC（胚胎干细胞）来源的心肌细胞，经体外扩增，与天然或合成3D支架结合，形成生物工程“可收缩心脏补片”，将干细胞补丁移植到损伤的心脏。 策略二：心脏直接重编程：从瘢痕到心肌  应用已知的因子或小分子的组合，利用适当的载体、因子和药物，在体内，直接注射到梗死心肌，将成纤维细胞直接重编程为心肌样细胞（iCM），生成可收缩心肌样细胞，修复心脏组织。 策略三：心肌细胞的再生途径：促进心肌细胞分裂  最近的研究表明： ① NRG1-ERBB信号； ② Hippo-YAP信号； ③ 缺氧和氧自由基（ROS）； ④ 肌营养不良蛋白复合物（DGC）和/或肌节组织； 能够改变体内心肌细胞增殖反应的限制。 结论： 1、目前，还没有心脏再生的有效方法，但是，该领域大多数学者相信，成年哺乳动物中潜在的再生机制，可以被唤醒。 2、体外，以干细胞为基础的心肌细胞产生和成熟的方法，正在取得进步。在心脏再生过程中，分裂产生的新的心肌细胞必须与原有的心肌细胞偶联在一起，达到心肌收缩与心肌电信号一体化。 3、 发育生物学家、干细胞生物学家、遗传和组织工程学家，正致力于寻找新的治疗方法对抗心力衰竭。 参考文献： 1\Purnell BA, Hines P J.Repair and Regeneration. Science, Jun 9, 356 (6342): 1020-1021. 2\Tzahor E, Poss KD. Cardiac regeneration strategies: Staying young at heart. Science, 2017 Jun 9, 356 (6342): 1035–1039. 3\Uygur A, Lee RT. Mechanisms of Cardiac Regeneration. Developmental Cell, 2016 Feb 22; 36(4):362-74. 4\Foglia MJ, Poss KD. Building and re-building the heart by cardiomyocyte proliferation. Development, 2016, 143, 729-740 本文作者：李容博士 |
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