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PNAS:心脏修复新曙光!胎盘干细胞能再生心肌

2019-5-23 作者:佚名   来源:生物探索 我要评论0
Tags: 干细胞  心脏  胎盘  心肌  

强大的心脏需要健康的心肌。之前科学家们利用先进的分子和遗传技术对心脏细胞进行检测,但成人心脏不含干细胞的研究结论令人大失所望。这就意味着心肌是人体内再生能力最差的组织之一。然而,科学家们并没有放弃寻找心脏修复的新疗法。

近日,美国西奈山伊坎医学院(Icahn School of Medicine at Mount Sinai)的研究人员发现,在动物模型中,一些胎盘干细胞在心脏病发作后再生健康的心脏细胞。该研究结果发表在《PNAS》上,这代表了科学家可能找到一种再生心脏和其他器官的新疗法。

DOI:10.1073/pnas.1811827116

早在2011年,西奈山伊坎医学院的研究人员就宣布,他们已经使用胎盘干细胞来帮助修复怀孕小鼠受损的心脏,这在心脏病学界引起了轰动。如今,他们在原来的研究基础上更进一步,分离出具有再生能力的细胞的精确数量。

填补Cdx2细胞的认知空白

研究人员将目光对准干细胞Cdx2细胞,这是先前确定的干细胞混合群中最常见的干细胞类型。并且,它们在胎盘辅助心脏的干细胞中所占比例最高(40%)。研究显示,小鼠胎盘中的Cdx2细胞可以通过循环系统迁移并靶向心脏损伤。。



图片来源:西奈山医学院

西奈山伊坎医学院血管再生医学主任Hina Chaudhry表示:“从历史上看,Cdx2细胞只在胚胎发育早期产生胎盘,但此前从未有证据表明它们具有再生其他器官的能力,这就是为什么这一研究结果如此令人兴奋。这些发现也为心脏以外的其他器官的再生治疗铺平了道路。”

为了探究Cdx2细胞具有再生心肌的功能,研究人员使用了三种不同的心脏病雄性小鼠模型。一组接受小鼠妊娠末期胎盘来源的Cdx2干细胞治疗,一组接受不表达Cdx2的胎盘细胞治疗,第三组作为对照组接受生理盐水安慰剂。研究人员利用核磁共振成像技术来确定动物的心脏反应。

研究人员观察到,Cdx2组所有小鼠的心脏具有显着的改善和再生的健康组织。3个月后,干细胞直接迁移到心脏损伤,并形成新的心肌细胞和血管,而另外两组的小鼠出现了心力衰竭并且没有心脏再生的迹象。

避免免疫反应的Cdx2干细胞

有意思的是,对这些Cdx2干细胞的免疫转录组和蛋白质组分析显示,引发免疫反应所需的标志物表达量低,而且有独特的蛋白质来促进它们的免疫调节。也就是说,Cdx2细胞进入母体后能够逃避免疫监视,这对于利用Cdx2细胞进行异体细胞治疗来说至关重要。

用干细胞再生受损的心肌是科学家的一项热门研究,但到目前为止结果喜忧参半。去年,美国国立卫生研究院(NIH)的国家心肺血液研究所暂停了一项对慢性心力衰竭患者骨髓间充质干细胞的研究。

西奈山的研究人员认为,与心血管疾病研究的其他类型细胞相比,Cdx2胎盘细胞具有几个重要优势。它们不仅表达能够产生体内所有器官的蛋白质,还允许它们进入损伤部位的蛋白质。更为重要的是它们并没有引起有害的免疫反应。

Hina Chaudhry说:“它们几乎就像一群充满能量的干细胞,它们可以瞄准受伤部位,通过循环系统直接到达受伤部位,并且能够避免宿主免疫系统的排斥反应。”

如果该研究结果真的推动人类心脏病修复的进程,那么会有更多的心脏病患者能够因此得到更为有效的治疗。

强大的心脏需要健康的心肌。之前科学家们利用先进的分子和遗传技术对心脏细胞进行检测,但成人心脏不含干细胞的研究结论令人大失所望。这就意味着心肌是人体内再生能力最差的组织之一。然而,科学家们并没有放弃寻找心脏修复的新疗法。

近日,美国西奈山伊坎医学院(Icahn School of Medicine at Mount Sinai)的研究人员发现,在动物模型中,一些胎盘干细胞在心脏病发作后再生健康的心脏细胞。该研究结果发表在《PNAS》上,这代表了科学家可能找到一种再生心脏和其他器官的新疗法。

DOI:10.1073/pnas.1811827116

早在2011年,西奈山伊坎医学院的研究人员就宣布,他们已经使用胎盘干细胞来帮助修复怀孕小鼠受损的心脏,这在心脏病学界引起了轰动。如今,他们在原来的研究基础上更进一步,分离出具有再生能力的细胞的精确数量。

填补Cdx2细胞的认知空白

研究人员将目光对准干细胞Cdx2细胞,这是先前确定的干细胞混合群中最常见的干细胞类型。并且,它们在胎盘辅助心脏的干细胞中所占比例最高(40%)。研究显示,小鼠胎盘中的Cdx2细胞可以通过循环系统迁移并靶向心脏损伤。。

图片来源:西奈山医学院

西奈山伊坎医学院心血管再生医学主任Hina Chaudhry表示:“从历史上看,Cdx2细胞只在胚胎发育早期产生胎盘,但此前从未有证据表明它们具有再生其他器官的能力,这就是为什么这一研究结果如此令人兴奋。这些发现也为心脏以外的其他器官的再生治疗铺平了道路。”

为了探究Cdx2细胞具有再生心肌的功能,研究人员使用了三种不同的心脏病雄性小鼠模型。一组接受小鼠妊娠末期胎盘来源的Cdx2干细胞治疗,一组接受不表达Cdx2的胎盘细胞治疗,第三组作为对照组接受生理盐水安慰剂。研究人员利用核磁共振成像技术来确定动物的心脏反应。

研究人员观察到,Cdx2组所有小鼠的心脏具有显着的改善和再生的健康组织。3个月后,干细胞直接迁移到心脏损伤,并形成新的心肌细胞和血管,而另外两组的小鼠出现了心力衰竭并且没有心脏再生的迹象。

避免免疫反应的Cdx2干细胞

有意思的是,对这些Cdx2干细胞的免疫转录组和蛋白质组分析显示,引发免疫反应所需的标志物表达量低,而且有独特的蛋白质来促进它们的免疫调节。也就是说,Cdx2细胞进入母体后能够逃避免疫监视,这对于利用Cdx2细胞进行异体细胞治疗来说至关重要。

用干细胞再生受损的心肌是科学家的一项热门研究,但到目前为止结果喜忧参半。去年,美国国立卫生研究院(NIH)的国家心肺血液研究所暂停了一项对慢性心力衰竭患者骨髓间充质干细胞的研究。

西奈山的研究人员认为,与心血管疾病研究的其他类型细胞相比,Cdx2胎盘细胞具有几个重要优势。它们不仅表达能够产生体内所有器官的蛋白质,还允许它们进入损伤部位的蛋白质。更为重要的是它们并没有引起有害的免疫反应。

Hina Chaudhry说:“它们几乎就像一群充满能量的干细胞,它们可以瞄准受伤部位,通过循环系统直接到达受伤部位,并且能够避免宿主免疫系统的排斥反应。”

如果该研究结果真的推动人类心脏病修复的进程,那么会有更多的心脏病患者能够因此得到更为有效的治疗。

原始出处:

Sangeetha Vadakke-Madathil, Gina LaRocca, Koen Raedschelders, et al. Multipotent fetal-derived Cdx2 cells from placenta regenerate the heart. PNAS first published May 20, 2019.



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