傷心免驚? 一份新研究以可自我複製的前驅細胞修補心臟

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位於加州舊金山的Gladstone研究所的科學家已經發現如何製造介於胚胎幹細胞和成熟心臟細胞之間的新型細胞,這可能是治療心肌梗塞的關鍵。這種細胞稱為「誘導可擴張心血管前驅細胞」(induced expandable cardiovascular progenitor cells,ieCPCs)。

在過去,心肌梗塞後受損的心肌只會形成不會收縮跳動的疤痕組織,因此,如果重複心肌梗塞,心臟功能只會越來越弱。不過現今科學家正努力研究如何重建心肌。先前科學家曾經嘗試植入幹細胞到受損心臟中,但是幹細胞要發展為心臟中的各種細胞需要複雜的生理化學訊號指引,但植入心血管前驅細胞則可避免這種問題。

這些細胞原本是胚胎發育過程中會演變為最終心臟各部位細胞的前驅細胞,但格拉德史東研究院研究團隊於《細胞幹細胞》期刊上發表研究成果,可於實驗室中製備這種細胞。將這種細胞植入身體後,它們能有機增殖到足夠數量,同時仍能複製。研究人員將之注射在心臟病發的小老鼠身上後,細胞顯著改善心臟功能。

器官特異性幹細胞的特別之處,在於它們都可以發展成成熟細胞並且能夠無限的複製。在目前的研究中,將這種細胞植入身體後,它們能呈現幾十代的指數級成長,並且能夠增殖到足夠數量,並且演變為潛在患者所需的心肌細胞。這種自我更新能力非常重要而且特殊,因為一次心肌梗塞可能會死亡 10 億個心臟細胞,因此若植入的細胞無法自行增殖,就不能植入足以取代受損細胞的數量。

但可自我更新的細胞,也就意味一種著可持續替代那些受損細胞的方式。這種心血管前驅細胞能演變成 3 種細胞:心肌細胞、血管內皮細胞、血管平滑肌細胞。注入心臟後後,心血管前驅細胞會自動根據需求演變為不同細胞,不需要進一步的訊號指示。

研究團隊將心血管前軀細胞植入心肌梗塞的老鼠心臟中,並且發現 90% 的細胞能轉變為有功能的心臟細胞,並且心肌細胞會隨著原有的心肌一起跳動,並且產生新的血管。 ieCPCs顯著改善心臟功能,使心臟泵送效率更高,有益效果持續至少三個月。因為這些細胞是從皮膚細胞產生的,他開啟了個體化療程之門,因為是使用患者自己的細胞治療它們的心臟病。

Gladstone高級研究員資深作者Sheng Ding博士說:“心血管前軀細胞可能是心臟再生的理想選擇。有了這些研究,未來心肌梗塞後的心臟,可望有多種方式恢復功能。

資料來源
New method for producing heart cells may
hold the key to treating heart failure

 

作者

江 盛之

擅長觀察生技及醫療時事,並關心國際間最新醫療科技動態與發展,運用淺顯易懂的說明方式,讓讀者快速閱讀並理解。

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