西雅图UW Medicine的研究人员成功地使用人类干细胞来恢复心力衰竭的猴子的心脏功能。研究结果表明,该技术对心衰患者有效,心衰是世界上死亡的主要原因。
华盛顿大学医学院病理学教授Charles“Chuck”Murry博士说:“这些细胞形成新的肌肉,融入心脏,使其再次大力抽吸。” 他还是心脏病学和生物工程学的医学教授。他是威斯康星大学干细胞与再生医学研究所的主任,也是该研究项目的高级领导。
“在一些动物身上”Murry说,细胞恢复了心脏功能,超过正常值的90%。“Murry和他的同事在7月2日出版的Nature Biotechnology杂志上报道了他们的发现。该论文的主要作者是Drs。刘仁文,陈比利和杨秀兰。阅读他们的论文。
“我们的研究结果显示,人类胚胎干细胞来源的心肌细胞可以重新对猕猴心脏中的梗塞进行肌肉组织化,这样做可以减少疤痕的大小并恢复大量的心脏功能,”Murry说。“这应该给心脏病患者带来希望。”
大多数心力衰竭是由心脏病发作引起的心肌死亡引起的。由于心肌不再生,受损区域被瘢痕组织取代,瘢痕组织不会收缩。结果,心脏变弱了。在某一点上,心脏不再能够抽出足够的血液来为身体提供所需的氧气。这被称为心力衰竭。症状包括疲劳,深度虚弱和呼吸短促。大约650万美国人患有心力衰竭,每年有超过60万人死于这种疾病。目前,没有办法恢复心脏失去的肌肉功能。
在这项新研究中,研究人员在猕猴中引发了实验性心脏病发作。选择猕猴是因为它们的心脏大小和生理学接近于人类。心脏病发作减少了心脏的左心室射血分数 - 衡量心脏每次抽血的血量 - 从大约65%到40%,足以让动物心脏衰竭。
两周后,研究人员拍摄了他们从胚胎人类胚胎干细胞中生长出来的心脏细胞,并将它们注射到年轻的瘢痕组织中和周围。每只动物接受约7.5亿个这些人胚胎干细胞衍生的心肌细胞。为了比较,向对照组注射用于将干细胞注射到治疗动物中的无细胞形式的溶液。
研究人员发现,在治疗后4周,未治疗的对照动物的射血分数基本保持不变,保持在40%左右,但在治疗的动物中,射血分数上升到49.7%,大约回到中途。正常。磁共振成像或MRI扫描显示,新的心肌已经在治疗心脏中的瘢痕组织内生长,而在未治疗的动物中没有看到新的肌肉。
研究人员跟踪了两只治疗动物和一只对照动物三个月,对照动物的射血分数下降,而治疗的动物继续改善。他们的射出分数从治疗后4周的51%上升到61%和66% - 基本上是正常的射血分数 - 在三个月内。
当研究人员研究心脏时,他们发现人体心脏细胞在受损区域形成了新的肌肉组织。新的肌肉组织已经取代了10%至29%的瘢痕组织,与周围的健康组织融为一体,并发育成成熟的心脏细胞。
Murry说他的小组研究的目标是开发一种治疗方法,可以在心脏病发作后立即给予人们预防心力衰竭。他说,因为心脏细胞是长寿的,所以不需要额外的治疗。移植的干细胞也将进行基因改造,以降低免疫排斥的风险,这通常使器官移植复杂化。
“我们希望做的是用冷冻的”现成“细胞进行”一对一“的治疗,就像O型阴性血液一样,可以进入任何只有中度免疫抑制的受体,”Murry说。
威斯康星大学医学团队计划在2020年开始该方法的临床试验。
这项工作在华盛顿国家灵长类动物研究中心和华盛顿干细胞与再生医学研究所进行。
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