格拉德斯通研究所的科学家们发现了如何制造一种介于胚胎干细胞和成体心脏细胞之间的新型细胞,这可能是治疗心脏病的关键。这些诱导的可扩张心血管祖细胞(即CPC)可以有机地发育成心脏细胞,同时仍然能够复制。当将这些细胞注射到心脏病发作后的小鼠体内时,心脏功能得到显着改善。
“几十年来,科学家们一直试图通过移植成体心脏细胞来治疗心力衰竭,但这些细胞无法自我复制,因此它们无法在受损的心脏中存活,”该研究的主要作者、博士生 Yu 张解释道。格莱斯顿研究所博士后学者。“我们生成的 ieCPC 可以大量复制并可靠地成熟为心脏中的三种类型的细胞,这使得它们成为治疗心力衰竭的非常有前景的潜在疗法。”
心血管祖细胞(CPC)是在胚胎中心脏形成时自然产生的,并产生一系列不同种类的心脏细胞。在当前发表在《细胞干细胞》杂志上的研究中,研究人员能够在实验室中创建 CPC。他们使用药物捕获心脏干细胞并将其维持在心脏前体状态,然后再发育成功能齐全的心脏细胞。
器官特异性干细胞很特殊,因为它们既可以发育成成体细胞,又可以无限复制。在当前的研究中,ieCPC 在十几代的时间内呈指数级增长,产生了足够的细胞来治疗大量患者。这种自我更新对于治疗心力衰竭尤为重要,因为心脏病发作后可能会损失超过十亿个心脏细胞。多产的细胞更新意味着 ieCPC 可能是替代受损细胞的可持续方式。即CPC 还可以发育成三种不同类型的心脏细胞中的每一种:心肌细胞、内皮细胞和平滑肌细胞。当注射到心脏中时,细胞会自发地转变为这些细胞,而不需要任何额外的信号。
之前通过移植成体心脏细胞来治疗心力衰竭的尝试基本上都失败了,因为新细胞很快就会死亡并且不能自我更新,这意味着它们重新填充患病心脏的能力是有限的。此外,移植中通常只使用一种类型的心脏细胞(心肌细胞或跳动的心肌细胞),但心脏需要所有三种类型的细胞才能愈合并正常发挥功能。将非心脏干细胞注射到心脏中在治疗心力衰竭方面也取得了有限的成功。这是因为注射的细胞不能有效地转变为心脏细胞,因为它们需要复杂的信号才能发生变化,而成人心脏中不存在这种情况。移植非心脏干细胞也会增加肿瘤形成的风险,因为许多细胞会转变为除目标心脏细胞之外的其他细胞类型。ieCPC 避免了这个问题,因为它们已经锁定了成为心脏细胞的命运。