新型双干细胞疗法改善心脏再生

新型双干细胞疗法改善心脏再生
HIPSC-CMS和HMSC-PATCH的双重处理方法的基本机制的示意图。信用:自然通讯(https://www.nature.com/articles/s41467-019-11091-2)

作为严重心血管疾病引起的医疗紧急情况,心肌梗塞(MI)会对心脏造成永久性和威胁生命的损害。一个由香港城市大学(Cityu)组成的科学家组成的联合研究团队最近开发了一种多管齐下的方法,用于通过利用两种类型的干细胞来同时使心脏的肌肉细胞和心脏的血管系统恢复活力。这些发现使人们希望开发一种新的治疗方法来修复MI心脏,以替代现有的复合体和风险的心脏移植。

MI是由于心肌缺乏冠状动脉血液供应而引起的致命疾病。它导致永久损失(心肌细胞,CMS)和疤痕组织的形成,导致不可逆转的损害甚至心力衰竭。对于严重的MI和晚期心力衰竭的治疗选择有限,心脏移植是最后的手术。但这是非常冒险的,昂贵的,并且受到有限的捐助者的影响。因此,基于干细胞的治疗已成为一种有希望的治疗选择。

来自Cityu生物医学科学系的干细胞生物学家Ban Kiwon博士一直致力于开发基于干细胞的新型心脏再生治疗方法。“心脏是由心肌和血管组成的器官,在该器官中,血管对于向肌肉提供氧气和能量至关重要。同一时间。但是到目前为止,策略只关注这两个方面。”他解释说。

在这方面,BAN博士及其合作者,包括Konkuk大学,韩国天主教大学,Pohang科学技术大学以及韩国的T&R Bioofab的研究人员,最近开发了一种多重的方法。它的目的是通过使用两种主要类型的茎来同时使心脏肌肉和血管恢复活力,即人骨髓衍生的间充质干细胞(HMSC)和源自人诱导的多能干细胞(HIPSC-CMS)的心肌细胞。

新型双干细胞疗法改善心脏再生
具有HIPSC-CM-GFP(绿色)和MYH6/7基因(红色)的代表性免疫染色图像。该图表明,CM + PA组表现出类似于成年CM的棒状结构。HMSC-PA提高了HIPSC-CM的成熟度。信用:自然通讯(https://www.nature.com/articles/s41467-019-11091-2)

HMSC因其突出的旁分泌活性而在研究中使用,该旁分泌活性是分泌良好的蛋白质以促进血管再生和内皮细胞存活。HIPSC-CMS与人类初级CMS相似,就心脏特异性基因,结构蛋白,离子通道以及更重要的是自发收缩的表达而言。

首次研究对心脏修复的两个不同的干细胞效应

虽然先前的一些研究描述了HIPSC-CMS或HMSC对MI的有益作用,但这是第一个同时检查这两个不同干细胞在心脏修复中的影响的研究。研究人员采用了一种双重方法,其中HMSC和HIPSC-CMS通过两种不同的途径交付。将HIPSC-CM在心脏内直接注射到大鼠心脏的边界区域,而HMSCS负载的贴片像绷带一样植入了梗塞区域的顶部。

结果表明,这种双重方法导致心脏功能的显着改善并增强了MI心脏的血管形成。植入的HMSC负载贴片不仅提供了微环境,该环境可以按预期增强血管再生,还改善了HIPSC-CMS的保留,最终增强了心脏功能并恢复受伤的心肌。

新型双干细胞疗法改善心脏再生
当在MI心脏中不存在或存在HMSC-PA时,用HIPSC-CM-GFP(绿色)和MYH6/7基因(红色)的代表性免疫染色图像(红色)。绿色和红色的较大区域表明,HIPSC-CMS仍保留并保持活力。信用:自然通讯(https://www.nature.com/articles/s41467-019-11091-2),由Cityu编辑

此外,组织学分析结果表明,HMSC负载贴片的植入已促进了注射的HIPSC-CM的功能成熟。它们在细胞形状上变得更加细长和矩形,似乎更有条理,这是成年成人CM的典型形态学特征。心脏内注射HIPSC-CM的功能成熟尤其重要。这是因为它可以降低心律不齐的潜在风险,这意味着心脏不规则的收缩,这是心脏猝死的主要原因。

心脏再生及以后的应用潜力

Ban博士说:“我们认为,这种新颖的双重方法可以潜在地为心脏再生领域提供转化和临床利益。”“基于相同的原则,该方案还可以用于修复其他器官,包括大脑,肝脏和胰腺,其中多种类型该团队正在研究大型动物模型(例如猪)的后续研究。已提交了专利申请。

研究结果发表在科学杂志上自然通讯,标题“双重干细胞疗法在心肌梗塞后协同改善心脏功能和血管再生”。Ban博士与韩国天主教大学的Konkuk大学医学院的Moon Sung-Hwan博士和Park Hun-Jun教授一起是该论文的相应作者。第一位作者是Kim Ri Youn和Ph.D. Konkuk大学医学院的Park Soon-Jung。来自Cityu的学生Lee Sunghun和韩国天主教大学的Park Bong-Woo。


进一步探索

基因疗法治愈由心脏病造成的损害

更多信息:Soun-Jung Park等人,双重干细胞疗法协同改善心肌梗塞后的心脏功能和血管再生,自然通讯(2019)。doi:10.1038/s41467-019-11091-2
期刊信息: 自然通讯

由香港城市大学提供
引用:新颖的双干细胞疗法改善心脏再生(2019年8月9日)2022年6月6日从//www.pyrotek-europe.com/news/2019-08-dual-stem-stem-cell-therapy-cardiac.html检索
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