重建梗死心肌组织新疗法

研究背景

近年来，冠心病尤其是心肌梗死的发病率逐渐上升，对人类的生命和健康构成严重威胁。细胞疗法一直被认为是修复损伤或梗塞后心肌的有效治疗手段。它是通过使用其它来源的细胞改变心肌重塑和减少心梗引起的疤痕大小来促进心肌的再生，但是细胞的获得既昂贵又耗时，同时运输原因以及植入后极低的细胞存活率成为细胞疗法的主要障碍。因此，有研究者设计出以干细胞的多种支架为材料的心肌再生心脏贴片。然而，细胞心脏贴片仍然没有解决天然细胞的相关局限性。所以，要想这一治疗方式量产化且具有稳定性和有效性，必须解决目前存在的问题。为了克服这些挑战，最近北卡罗来纳州立大学的KeCheng团队在ScienceTranslationalMedicine上发表了Anoff-the-shelfartificialcardiacpatchimprovescardiacrepairaftermyocardialinfarctioninratsandpigs的研究性论文，通过将合成的心脏基质细胞(synCSC)嵌入到去细胞的猪心肌细胞外基质(myoECM)中制造出人工心脏贴片(artCP)。研究表明在大鼠和猪心肌梗死模型中，人工心脏贴片打破了上述局限，并具有安全性和有效性。

研究结论

1.真空过滤能够将synCSCs嵌入myoECM中，以形成artCP，同时并不会破坏myoECM和synCSCs的结构完整性（图1）。图1.synCSCs嵌入myoECM生成artCP2.与synCSCs、低温保存的artCP或新鲜artCP共孵育可增加细胞活力并减少细胞死亡，说明artCP保留了低温保存的SynCSCs的再生能力。3.利用artCP治疗急性心肌梗死的大鼠，梗死区有大量活的心肌组织和血管再生，且治疗效果不受冷冻保存的影响（图2）。图2.artCP治疗梗死区出现大量存活的心脏组织4.采用artCP治疗猪心肌梗死模型，改善了心脏功能和心脏收缩力，不会导致肝损伤和肾损伤，且没有潜在的免疫反应（图3）。图3.移植artCP心肌梗死面积明显减小本研究，通过细胞实验，确定了artCP的3D结构、性能、低温稳定性、降解和治疗效力；通过动物实验，使用心肌梗死大鼠模型确定了artCP治疗的安全性和有效性。此外，还用心肌梗死猪模型来证实了artCP疗法用于啮齿动物的安全性和有效性。

研究总结

作为组织工程和再生医学中的新兴策略，心脏贴片和细胞疗法是目前针对心肌修复的研究重点。本研究中，在啮齿动物猪和大鼠的心肌梗死模型中，artCPs的移植改善了心脏泵功能，减少了纤维化/梗塞面积，增加了存活的心肌组织，并促进了血管肌生成，显示了在无细胞心脏贴片中使用具有myoECM的synCSCs进行心肌再生的潜在治疗效果。

研究的局限性

作为一项试点研究，猪的样本量很小。在临床转化之前，未来需要具有更大样本量和更长随访时间的大型动物研究。尽管在artCP治疗后在梗塞区域检测到心肌细胞，但artCP诱导的全部增殖程度仍有待确定。未来对心肌再生途径机制的进一步研究和追踪增殖心肌细胞的起源将可能有助于阐明artCP疗法的作用模式，为迈向真正现成的心脏贴片治疗提供更明确的理论指导，为以后心肌梗死的治疗提供更安全更有效的治疗方式，为患者带来真正的福音。

文献链接

HuangK,OzpinarEW,SuT,TangJ,ShenD,QiaoL,HuS,LiZ,LiangH,MathewsK,ScharfV,FreytesDO,ChengK.Anoff-the-shelfartificialcardiacpatchimprovescardiacrepairaftermyocardialinfarctioninratsandpigs.SciTranslMed.Apr8;12():eaat.doi:10./scitranslmed.aat.

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