一種利用干細(xì)胞衍生的心肌細(xì)胞改善心臟病發(fā)作修復(fù)的簡(jiǎn)單方法

阿拉巴馬州伯明翰 - 心臟病發(fā)作導(dǎo)致部分肌肉壁死亡后，心臟無(wú)法再生肌肉組織。死亡的組織會(huì)使周圍的肌肉緊張，導(dǎo)致致命的心臟擴(kuò)大。

生物醫(yī)學(xué)工程師認(rèn)為，通過(guò)使用多能干細(xì)胞在體外培養(yǎng)心肌細(xì)胞，然后注射這些肌細(xì)胞或在死亡心臟組織部位或附近添加由這些細(xì)胞制成的貼片，他們可以幫助失敗的心臟。使用這種方法的實(shí)驗(yàn)和臨床試驗(yàn)證據(jù)顯示心臟左心室的泵送能力適度改善。

然而，遞送的細(xì)胞使心臟再血管化并改善心臟功能的能力取決于這些細(xì)胞的質(zhì)量。一個(gè)挑戰(zhàn)是移植細(xì)胞的移植率低。

阿拉巴馬大學(xué)伯明翰分校的研究人員現(xiàn)在報(bào)告了一種提高傳遞細(xì)胞質(zhì)量的簡(jiǎn)單方法，他們發(fā)現(xiàn)這種方法 - 在小鼠心臟病發(fā)作模型中測(cè)試 - 使注射干細(xì)胞來(lái)源的心肌細(xì)胞的移植速率加倍。在Circulation雜志的一封研究信中，聯(lián)合資深作者Ramaswamy Kannappan博士和Jianyi“Jay”Zhang博士表示，他們采用強(qiáng)有力的方法從中選擇功能完整的DNA細(xì)胞。在臨床環(huán)境中可以容易地采用異質(zhì)群體以產(chǎn)生能夠更好地重新填充缺血心肌并改善衰竭心臟的性能的細(xì)胞。

Zhang是UAB生物醫(yī)學(xué)工程系主任，UAB醫(yī)學(xué)院和工程學(xué)院的聯(lián)合系，并擔(dān)任T. Michael和Gillian Goodrich Endowed工程領(lǐng)導(dǎo)主席。Kannappan是UAB生物醫(yī)學(xué)工程系的助理教授。

心臟細(xì)胞移植需要數(shù)百萬(wàn)個(gè)干細(xì)胞或其分化衍生物。在加速生長(zhǎng)條件下細(xì)胞繁殖是獲得這些大量細(xì)胞的常用方法;但加速增長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致文化壓力，包括致命的DNA損傷。這些DNA損傷的細(xì)胞不適合細(xì)胞移植，必須從細(xì)胞制劑中除去。

研究人員發(fā)現(xiàn)，他們可以激活誘導(dǎo)多能干細(xì)胞中的轉(zhuǎn)錄因子p53，選擇性地誘導(dǎo)程序性細(xì)胞死亡或細(xì)胞凋亡，特別是在受DNA損傷的細(xì)胞中，同時(shí)保留DNA無(wú)損傷細(xì)胞。他們使用MDM2抑制劑Nutlin-3a來(lái)激活p53。在Nutlin-3a處理后，從培養(yǎng)物中洗去死細(xì)胞，并且正常培養(yǎng)剩余的無(wú)DNA損傷細(xì)胞并分化成心肌細(xì)胞。

然后，他們將90萬(wàn)個(gè)衍生的心肌細(xì)胞注射到小鼠心臟病發(fā)作模型左心室的邊界區(qū)域。四周后，研究人員發(fā)現(xiàn)接受無(wú)DNA損傷的心肌細(xì)胞的心臟中植入率顯著提高，約為14%。對(duì)照衍生的心肌細(xì)胞的植入約為7%。

“據(jù)我們所知，”Kannappan和Zhang說(shuō)，“這是**項(xiàng)研究表明，在誘導(dǎo)多能干細(xì)胞培養(yǎng)中，p53激活可以選擇DNA無(wú)損傷誘導(dǎo)多能干細(xì)胞，并且DNA無(wú)損傷心肌細(xì)胞已經(jīng)增強(qiáng)心臟移植潛力。“

其他人先前的研究表明DNA損傷的衰老細(xì)胞不會(huì)發(fā)生細(xì)胞死亡。相反，它們保留在組織內(nèi)，具有改變的功能，可以改變組織微環(huán)境并促進(jìn)其他細(xì)胞的衰老表型。這可能是DNA無(wú)損傷衍生的心肌細(xì)胞植入優(yōu)勢(shì)的一種解釋。