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心肌干细胞
日期:2013-11-05  浏览次数:454

一、心脏干细胞的来源


     心肌细胞一直被认为是终末分化细胞,仅通过肥大来适应增强的工作和对疾病补偿。然而在过去的几年中,大量证据显示无论在正常还是病理状态下,成体心肌组织中均存在具有特异性心肌分化潜能的多能干细胞,即成体心肌干细胞(cardiac stem cells,CSCs)。
     其主要细胞生物学特性包括:一、具有克隆能力,能够自我更新并具有多能性;二、能在体内外分化为心肌细胞、内皮细胞及血管平滑肌细胞等心脏结构细胞;三、可在心肌损伤局部激活、迁移。研究表明,成年哺乳动物的心脏中存在心肌干细胞巢(cardiac stem cell niches,CSCNs)结构,位于心肌细胞间,是由细胞和细胞间质构成的椭圆形结构。
二、心肌干细胞研究进展
     就目前研究来看,心肌干细胞主要分为C-kit+细胞、心球细胞、Sca-1+细胞、SP细胞、Isl1+细胞。其中C-kit+细胞和心球细胞研究及应用最为广泛。
     C-Kit+心脏干细胞在心肌中以细胞簇形式存在,其中心房和心尖处含量较高。
     Beltrami等在20-23个月龄大鼠心肌中分离出C-Kit+细胞,将其植入大鼠梗死心肌组织,10d后分化为成熟的心肌细胞,表达心肌特异性肌球蛋白重链(MHC)、心肌横纹蛋白及缝隙连接蛋白(Cx43),且梗死区血管密度增加,心功能得以改善。
     Bearzi等研究也显示同样结论。在大量动物实验基础上,C-Kit+心脏干细胞移植目前已快速推进到Ⅰ期临床试验阶段:
     Bolli等在2011年lancet发表C-Kit+细胞治疗心肌梗塞Ⅰ期临床试验报告。研究的结果证明C-Kit+心脏干细胞移植治疗心肌梗死是安全的,为下一步开展更大规模的Ⅱ期研究提供了基础。试验发现左心射血分数明显改善,梗死面积显著降低。
     人及小鼠心脏活检标本温和酶消化后可产生一组外形小、圆、亮的未分化细胞,在体外可自发黏附聚集形成细胞团样结构,称之为心球(cardiosphere)。
     Smith等将人CS细胞植入SCID拜格小鼠梗死心肌组织,20d后,在梗死区及边缘发现大量CDCs (cardiosphere derived cells CDCs),梗死区心肌活性增加,新生血管形成增多,左室功能改善。
     Makkar 等进行的CDCs细胞治疗心肌衰弱临床Ⅰ期试验发现细胞组整体心脏功能无明显改善;但活力心脏面积增加,局部心肌收缩功能改善。
三、临床应用前景

     近年来,心脏疾病的发病率与死亡率居高不下。心脏搭桥手术等传统治疗方法虽然可以明显降低死亡率,但心肌梗死区的功能无法再回复,这大大降低了患者的生活质量。心脏干细胞输注治疗心脏疾病是一种新兴治疗方式,是最有可能在不远的将来替代现有医疗技术的治疗方式。利用心肌干细胞对严重心脏病患者实施细胞移植治疗,可望挽救患者的生命。国内外各实验室对CSCs的分离、培养、扩增及贮存等方法很多,实验条件也不尽相同,因此迫切需要建立一种稳定、高效分离纯化成体CSCs的规范方法。成体CSCs自身的稳态平衡和动态变化,及其向心脏功能细胞分化需经历哪些具体过程,有哪些影响因素及如何调控等还不太清楚,需要继续研究以进一步证实。我们相信,随着研究的深入,成体CSCs作为一种新手段将会产生广阔的应用前景。


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