如何提高干细胞治疗心脏损伤的效果？科学家找到新方法

心力衰竭是一个日益严重的问题，尽管由于目前有先进的医疗保健，越来越多的人在心脏病发作中幸存下来，但心脏组织的破坏却是不可逆的，严重影响幸存患者的生活质量。

伦敦大学学院的研究人员表示[1]，一种干细胞治疗的新方法可能有助于治疗心脏病。使用一种微小球形结构——微球，干细胞可以被锁定在特定的组织上，在那里它们可以接替死亡或受损细胞失去的功能。

研究人员表示：“要真正修复破碎的心脏，干细胞的输送方式必须能让它们在新的环境中存活并转化为心肌细胞，这一点很重要。”

在英国心脏基金会的资助下，该研究小组成功地开发出一种方法，用可生物降解的微球将来自干细胞分化形成的新细胞（即心脏细胞） 粘在适当的位置，这种微球充当细胞粘附的脚手架。

这种微球有四分之一毫米宽，可以装在注射器里，注射时不会变形。

图片来自参考资料[1]

研究人员解释说，这项技术可以得到更广泛的应用。微球可以与硫酸钡（一种在X射线上高度可见的化合物)混合，这样注射后就可以在体内进行追踪，用于测量微球在生物降解前在体内停留多长时间，还可以让我们了解这种“新细胞”是否已经被接受。除了注射，它们还可以用来在受损组织上制造“贴片”，为临床专家治疗病人提供新的选择。

人体内的大多数干细胞数量都很少，而且它们的生长能力也有一定的限制。如果从身体中提取，可以使其以某种方式或更多的方式生长。对于该项心脏疗法，干细胞被提取并诱导分化为心脏细胞。在培养皿中进行测试，提取的干细胞形成了一个可以跳动40天的心脏组织。然后，这些细胞被注射到心脏中，在那里它们可以被合并为新的健康心脏组织。

近年来，多项临床试验结果表明，干细胞疗法对于心脏疾病具有一定的安全性和有效性。

在心脏缺血性损伤期间，大量的炎症反应在损伤开始后的几个小时内启动。这种不同的炎症反应在帮助清除坏死组织、建立防止心脏破裂的修复阶段，以及在介导损伤后心脏组织的动态平衡方面起着至关重要的作用。

虽然炎症反应对心脏修复至关重要，但这些过程的慢性激活可能有助于激活有害的炎症循环，从而进一步加重心力衰竭病理过程。这表明抑制心肌梗死后心脏的炎症微环境可能是有治疗作用的[2]。而干细胞尤其是间充质干细胞已被证明具有调节炎症反应的作用。

图片来自文献[2]

干细胞已经被证明可以产生许多不同类型和数量的“生长因子、细胞因子、微RNA和外泌体来改变它们周围的微环境”，这一理论通常被称为旁分泌假说[3]。

研究发现[4]，将单个核细胞（由造血干细胞、间充质干细胞和内皮祖细胞组成的异质群体）注射到模型动物的缺血心脏时，可显著增加局部血流和毛细血管密度。与对照组相比，干细胞注射后，心肌血管内皮生长因子（VEGF）、碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）和血管生成素水平均显著升高。此外，单个核细胞给药后，血管生成细胞因子如白介素分子和肿瘤坏死因子显著升高，促进血管生成。

图片来自文献[4]

在人体临床试验中，研究小组对36例慢性心力衰竭患者给予了间充质干细胞治疗[5]。结果表明，与对照组进行比较，给予间充质干细胞治疗后，患者左室射血分数、6分钟步行距离等较对照组有明显改善，且患者心肌梗死后存活率、生活质量等均高于对照组。

无论是临床前研究还是人体临床试验，均展示了干细胞在心脏病领域的应用前景。不过未来仍需进一步探讨，更深入的了解干细胞治疗的机制，何种类型干细胞最合适，如何将干细胞输送到受损部位等。近年来，国内外研究团队都在抓紧攻关这些问题，以期为心脏疾病治疗提供新思路。

参考文献：

[1] https://www.swlondoner.co.uk/news/12062021-microspheres-could-bring-stem-cell-therapy-to-broken-hearts/

[2]Wagner MJ, Khan M, Mohsin S. Healing the Broken Heart; The Immunomodulatory Effects of Stem Cell Therapy. Front Immunol. 2020 Apr 9;11:639.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32328072/

[3]Sanganalmath SK, Bolli R. Cell therapy for heart failure: a comprehensive overview of experimental and clinical studies, current challenges, and future directions. Circ Res. 2013 Aug 30;113(6):810-34.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23989721/

[4]Ji ST, Kim H, Yun J, Chung JS, Kwon SM. Promising Therapeutic Strategies for Mesenchymal Stem Cell-Based Cardiovascular Regeneration: From Cell Priming to Tissue Engineering. Stem Cells Int. 2017;2017:3945403.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28303152/

[5]Bartunek J, Behfar A, Dolatabadi D, Vanderheyden M, Ostojic M, Dens J, El Nakadi B, Banovic M, Beleslin B, Vrolix M, Legrand V, Vrints C, Vanoverschelde JL, Crespo-Diaz R, Homsy C, Tendera M, Waldman S, Wijns W, Terzic A. Cardiopoietic stem cell therapy in heart failure: the C-CURE (Cardiopoietic stem Cell therapy in heart failURE) multicenter randomized trial with lineage-specified biologics. J Am Coll Cardiol. 2013 Jun 11;61(23):2329-38.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23583246/