日本研究人员正在测试猴子心脏再生的心脏球体

日本研究人员正在测试猴子心脏再生的心脏球体

再生心脏疗法涉及将心肌细胞移植到心脏受损区域以恢复失去的功能。然而，据报道，该手术后发生心律失常的风险很高。在最近的一项研究中，日本研究人员测试了一种新方法，将人类干细胞培养的“心脏球体”直接注射到受损的心室中。在灵长类动物模型中观察到的极其积极的结果凸显了该策略的潜力。

心血管疾病仍然是全世界最常见的死亡原因之一，在工业化国家尤其常见。心肌梗塞（俗称“心脏病发作”）正在增加，每年导致大量死亡。

心脏病发作通常会杀死数百万心肌细胞，削弱心脏功能。由于哺乳动物本身无法再生心肌细胞，因此心脏移植是目前对于患有（或可能患有）心力衰竭的患者唯一临床上可行的选择。鉴于完整的心脏移植费用昂贵且获得捐赠者也很困难，医学界对替代疗法的需求量很大也就不足为奇了。

一种越来越重要的有前途的策略是使用人类诱导多能干细胞（HiPSC）进行心脏再生治疗。简而言之，HiPSC 是来自成熟细胞的细胞，可以有效地“重编程”成完全不同的细胞类型，例如心肌细胞（心肌细胞）。通过将源自 HiPSC 的心肌细胞移植或注射到心脏受损区域，可以恢复一些失去的功能。不幸的是，研究表明这种方法会增加心律失常的风险，这是临床试验的主要障碍。

在最近的一项研究中，日本信州大学和庆应义塾大学医学院的研究小组通过向患有心肌梗塞的猴子注射由 HiPSC 制成的“心脏球体”来测试一种再生心脏治疗的新策略。这项研究发表于 2024 年 4 月 26 日的期刊上交通该研究由信州大学再生科学与医学系的 Yuji Shiba 教授领导。

该团队包括第一作者 Hideki Kobayashi 和信州大学医学院心血管医学系的 Koichiro Kuwahara，以及庆应义塾大学医学院心脏病学系的 Shugo Tohyama 和 Keiichi Fukuda。

在他们的新方法中，研究人员在培养基中培养 hiPSC，使其分化为心肌细胞。从培养物中仔细提取和纯化心脏球体（心肌细胞的三维集合）后，他们将大约 6 × 107 个细胞注入食蟹猕猴受损的心脏中。食蟹猴）。他们对动物的状况进行了十二周的监测，并定期测量它们的心脏功能。然后，他们在组织水平上分析了猴子的心脏，以确定心脏球体是否可以再生受损的心肌。

首先，研究小组检查了 HiPSC 是否正确重编程为心肌细胞。通过细胞水平的电测量，他们观察到培养的细胞表现出心室细胞典型的潜在模式。这些细胞对各种已知药物也做出了预期的反应。最重要的是，他们发现这些细胞表达丰富的粘附蛋白，例如连接蛋白 43 和 N-钙粘蛋白，这将促进它们的血管整合到现有的心脏中。

然后，这些电池从庆应义塾大学的生产设施运送到 230 公里外的信州大学。心脏球体保存在 4°C 的标准容器中，在四个小时的旅程中没有出现任何问题。这意味着将细胞运送到诊所时不需要极端的低温措施，从而使所提出的方法更具成本效益且更容易实施。

最后，猴子在受损的心室中直接注射心脏球体或安慰剂。在观察期间，研究人员发现心律失常很少发生，治疗组中只有两人在前两周出现短暂性心动过速（快速脉搏）。通过超声心动图和计算机断层扫描，研究小组证实，四周后，与对照组相比，接受治疗的猴子的心脏具有更好的左心室输出量，表明血液泵送能力更好。

组织学分析最终表明，心脏移植物已经成熟，并正确附着在预先存在的组织上，支持了之前的观察结果。 “HiPSC 衍生的心脏球体由于其简单的生成过程和有效性，有可能成为心脏再生的心肌细胞产品的最佳形式”，小林助理教授指出。“我们相信，这项研究成果将有助于解决细胞移植后出现的室性心律失常的主要问题，并显着加速心脏再生治疗的实现。“他进一步补充道。

尽管是在猴子身上进行测试，但值得注意的是，本研究中使用的心脏球体制备方案是为人类临床使用而设计的。 “迄今为止取得的积极成果足以为我们的临床研究（即所谓的 LAPiS 研究）开绿灯。我们已经在缺血性心肌病患者中使用相同的心脏球体，“小林助理教授评论道。

让我们共同期待 LAPiS 研究取得巨大成功，为心脏病患者提供更多有效的治疗选择铺平道路。

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