通过注射过表达细胞周期蛋白D2的心肌细胞帮助心脏病发作恢复

在一项大型动物研究中，研究人员已经表明，心肌细胞的恢复是通过注射来自于过度表达细胞周期素D2的人诱导多能干细胞(hiPSCs)的心肌细胞来辅助的。这项研究发表在杂志上循环与在小鼠身上进行的研究相比，猪的心脏病发作模型在大小和生理上更接近人类的心脏，因此与人类疾病有更高的临床相关性。

对生物工程研究人员来说，心脏无法再生是一个持久的挑战肌肉组织后心脏病杀死了它的部分肌壁。坏死的组织会拉伤周围的肌肉，导致致命的心脏扩张。

心脏专家因此寻求创造新的组织——应用心肌细胞补丁或注射心肌细胞——来取代受损的肌肉。同样，他们也试图刺激受损区域附近现有心肌细胞的分裂。目前由伯明翰阿拉巴马大学的研究人员领导的这项研究显示，这两个目标都取得了进展。

实验性心脏病发作后，在梗死部位周围的心脏组织注射约3000万从hiPSCs分化出来的生物工程人类心肌细胞。这些细胞也过表达细胞周期蛋白D2，这是参与的蛋白质家族的一部分细胞分裂。

与对照组心肌细胞相比，细胞周期蛋白d2心肌细胞具有更强的修复心肌的能力。他们在注射后增殖，4周后，心脏有较少的致病性的扩大，减少的死亡大小肌肉组织改善心脏功能。

有趣的是，细胞周期蛋白d2不仅能刺激心肌细胞自身扩散此外，猪心脏梗死部位周围现有心肌细胞的增殖，以及血管生成，即新血管的发展。

“这些结果表明,细胞周期蛋白D2-cardiomyocyte移植修复的可能是一种很有潜力的治疗策略梗塞的心,”研究带头人建议说“周杰伦”,医学博士,博士,生物医学工程的椅子,阿拉巴马大学的医学院的联合部门和阿拉巴马大学的工程学院。

移植细胞周期蛋白d2心肌细胞刺激邻近现有心肌细胞增殖的能力表明存在旁分泌信号，这是一种细胞间的通信，细胞产生信号诱导附近细胞的变化。

外泌体——由人类或动物细胞释放的小泡或小泡，包含释放它们的细胞的蛋白质和RNA——是一种常见的旁分泌信号形式。

Zhang和同事发现，他们从细胞周期蛋白d2心肌细胞生长介质中纯化的外泌体确实促进了培养的心肌细胞的增殖。此外，处理后的心肌细胞对低氧诱导的程序性细胞死亡(凋亡)更有抵抗力。外泌体还能诱导各种其他细胞类型的增殖，包括人脐静脉内皮细胞、人血管平滑肌细胞和7天大的大鼠心肌细胞，这些细胞几乎无法检测到增殖。

外泌体携带的部分物质是microrna或miRNAs。这些短片段的RNA有能力与靶细胞中的信使RNA相互作用，它们是细胞中基因调控的强有力的参与者。人类有超过2000个不同RNA序列的mirna，这些被认为调节了基因组中三分之一的基因。

因此，研究人员记录了哪些microRNAs存在于过表达细胞周期蛋白d2的心肌细胞的外泌体中，以及存在于非过表达心肌细胞的外泌体中。正如预期的那样，他们发现了差异。

同时，这两种类型的外泌体细胞含有1072种不同的mirna，其中651种是两者共有的外来体组。然而，332个miRNAs仅在细胞周期蛋白d2过表达的心肌细胞中发现，89个miRNAs对非过表达的心肌细胞具有特异性。在表征特定miRNA作用的初步工作中，一个来自细胞周期蛋白d2过表达外泌体的特定miRNA被送入大鼠心肌细胞后可刺激增殖。

“因此，随着外泌体改善心脏功能的治疗潜力变得更加明显，结合外泌体介导的增殖miRNAs和细胞周期蛋白d2过表达心肌细胞或细胞产物的移植，可能成为上调受体心肌细胞增殖和减少心肌纤维化的一种新的有前途的策略，”张说。“总之，我们的数据表明，心肌细胞治疗，包括具有增强增殖能力的心肌细胞，可能成为一种未来心肌修复和预防充血性的有效策略心急性心肌梗死患者的失败。”

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