中科西部研究院:干细胞心脏疾病的进展

2021-06-02 00:25:42 128

人类的心脏中存在能够自我更新和增殖分化的干细胞吗?


答案是肯定的。人体在正常情况下,心肌细胞时刻都在自我更新.全部心肌细胞更新一次约4.5年时间。也就是说一个人如果能活80岁,一生中心肌细胞需要更新18次。

近,科学家用聚焦显微镜观察到正常心脏中少数干细胞进行有丝分裂的现象。而在缺血心脏中这种分裂活动更加明显。干细胞的数量可以激增10倍左右。美国麻省波士顿儿童医院的研究人员在一次活鼠实验中,竟意外目睹了心肌干细胞转换成心肌细胞的全过程。

过去人们对心肌细胞可没有这个认识。一直以为心脏是不可再生的器官,心肌细胞在出生后不久就永远停止了增殖和分裂。即使出现损伤也无法修复。而的科学发现颠覆了这一错误观点。既然心肌干细胞具有更新能力,为什么心脏发生病变以后不能自行修复,患者5年的存活率不到50%呢?这是因为心脏发生病变的时候,缺血缺氧导致心肌干细胞和心肌细胞一同死亡了。

在出现坏死的心脏组织边缘发现有干细胞存在,它们在心脏发生危亡的紧要关头也竭尽全力去"施救气无奈数量太少了,相比心脏大面积损伤而言,它们的力量只是杯水车薪而已。

心脏发生损伤时局部微环境变得十分糟糕,炎性细胞浸润、瘢痕组织形成,都非常不利于干细胞的生长增殖。科学家观察到一个现象,在心肌坏死的病理组织中很少见到新生细胞。而在坏死组织边缘地带,却常常有较多心肌干细胞活跃的迹象。这就是心肌干细胞在心脏病变时不能充分发挥作用的道理。


如果人为地将心肌干细胞送进心脏坏死区域,替代坏死心肌细胞行使心脏功能,是否能够补偿丢失的工作细胞,阻止心功能恶化呢?从理论上讲完全有这种可能。为了证实这一观点,科学家在鼠、狗、兔和绵羊等动物身上做了大量试验。

他们首先让受试动物患上冠心病,然后把心肌干细胞注射到心脏受损部位。研究显示移植进入的干细胞能够整合到动物的心肌细胞中,长期存活和分化。在受损区域生成新的细胞和血管,使心脏功能得到改善。

干细胞能否心脏病,仅在动物体内取得成功是不够的,有说服力的证据来自于人体的临床试验,是谁个用干细胞人类心脏病呢?

这个人是德国杜塞尔多夫大学医院的心脏病专家埃克哈德•斯特劳尔。他遇到一位46岁的男性患者,因心肌梗死发作被急送医院,经检査发现患者心脏大面积梗死。左侧冠状动脉完全闭塞,大约四分之一的心肌细胞已经被破坏,病情十分危重。

埃克哈德从患者的骼幡中提取含干细胞的内核细胞,经过必要处理后再回注到患者受损的心脏。回注时他用了一根特殊的导管,把干细胞高压注射到心室里。术后,患者的心脏功能明显改善。心肌梗死的范围缩小近三分之一。进一步检査发现,植入的干细胞已经发育为新的细胞和血管,承担起坏死组织不能完成的工作。

随后,杜塞尔多夫大学医院用同样的方法,先后收治了33名心肌梗死患者。两年后,这些患者的心脏功能出现了决定性的好转,干细胞移植在所有的患者身上都收到了良好效果。

手术成功除了干细胞的“功劳”,德国科学家自创的那根伸向心脏的导管同样功不可没。有了它的帮助,手术不需要像以往那样打开胸腔后进行心脏注射,极大地提高了移植的安全性。