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前言 / 心脏再生疗法包括将心肌细胞移植到心脏受损区域，以恢复失去的功能。但据报道，这种手术后发生心律失常的风险很高。 在最近的一项研究中，来自日本的研究人员测试了一种新的方法，将人类干细胞培养的“心脏球体”直接注射到受损的心室中。这项研究在灵长类动物模型中观察到的积极的结果，突出了这一策略的潜力。 心血管疾病仍然是全球死亡的主要原因之一，在发达国家尤为普遍。心肌梗死，呈上升趋势，每年导致大量死亡。 心脏病发作通常会杀死数百万心肌细胞，使心脏处于衰弱状态。由于哺乳动物无法自行再生心肌细胞，心脏移植目前是患有（或可能患有）心力衰竭患者的唯一临床可行选择。考虑到全心脏移植成本高昂，而且很难找到捐赠者，替代疗法受到医学界的高度追捧也就不足为奇。 一种有前景的策略是使用人类诱导多能干细胞（HiPSCs）进行再生心脏治疗，这种策略一直在稳步发展。简单地说，HiPSCs是来源于成熟细胞的细胞，可以有效地“重新编程”为完全不同的细胞类型，如心肌细胞。 通过将来源于HiPSC的心肌细胞移植或注射到心脏受损区域，可以恢复心脏失去的一些功能。不幸的是，研究报告称，这种方法会增加心律失常的风险，对临床试验构成重大障碍。 在他们最近的研究中，来自神树大学和庆应义塾大学医学院的日本研究团队测试了一种新的再生心脏治疗策略，该策略包括将HiPSCs衍生的“心脏球体”注射到患有心肌梗死的猴子体内。这项研究于2024年4月26日发表在《循环》杂志上，由神树大学再生科学与医学系的Shiba Yuji教授领导。
论文截图 该团队包括第一作者小林秀树和神树大学医学院心血管医学系的久原光一郎，以及庆应义塾大学医学院心内科的东山树吾和福田敬一等。 在他们的新方法中，研究人员培养了HiPSCs，使其分化为心肌细胞。在从培养物中仔细提取和纯化心脏球体（心脏细胞的三维簇）后，他们将大约6×107个细胞注射到食蟹猕猴（猕猴）受损的心脏中。 他们对动物的状况进行了12周的监测，并定期测量心脏功能。随后，他们在组织水平上分析了猴子的心脏，以评估心脏球体是否能再生受损的心肌。
研究表明，源自人类诱导多能干细胞的心脏球体可以很容易地运输并注射到心脏受损区域，以促进其再生和功能恢复。 首先，研究小组验证了HiPSCs重新编程为心肌细胞的正确性。他们通过细胞水平的电学测量观察到，培养的细胞表现出心室细胞典型的电位模式。细胞对各种已知药物也有预期的反应。 最重要的是，他们发现这些细胞大量表达连接蛋白43和N-钙粘蛋白等粘附蛋白，这将促进它们与现有心脏的血管整合。 之后，将细胞从庆应义塾大学的生产设施运送到230公里外的新竹大学。在4°C的标准容器中保存的心形球体经受住了四个小时的旅程。这意味着在将细胞运送到诊所时不需要极端的低温措施，使成本更低，更容易采用。 最后，猴子接受了心脏球体或安慰剂直接注射到受损的心室中。在观察期间，研究人员注意到心律失常非常罕见，治疗组中只有两只猴子在前两周出现短暂性心动过速（快脉冲）。 通过超声心动图和计算机断层扫描检查，研究小组证实，与对照组相比，接受治疗的猴子的心脏在四周后左心室射血功能更好，这表明其具有优越的血液泵送能力。 组织学分析最终表明，心脏移植物是成熟的，并与先前存在的组织正确连接，巩固了先前观察的结果。Kobayashi助理教授说：“鉴于其直接的生成过程和有效性，HiPSC衍生的心脏球体可能成为心脏再生的最佳心肌细胞产物。”。 “我们相信，这项研究的结果将有助于解决细胞移植后发生的室性心律失常这一重大问题，并将大大加快心脏再生治疗的实现。” 尽管在猴子身上进行了测试，但值得注意的是，本研究中使用的心脏球体生产方案是为人类临床应用而设计的。 Kobayashi助理教授说：“到目前为止获得的有利结果足以为我们的临床试验，即LAPiS试验开绿灯。我们已经在缺血性心肌病患者身上使用了相同的心脏球体。”。 参考资料：Hideki Kobayashi et al, Regeneration of Nonhuman Primate Hearts With Human Induced Pluripotent Stem Cell–Derived Cardiac Spheroids, Circulation (2024). DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.123.064876 作者：摩西 编辑：暖风 |
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