回味SCIENCE-Ⅳ会议 干细胞治疗的现实与梦想
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日前,第三届全国干细胞移植在心血管疾病中应用研讨会暨第四届全国干细胞治疗终末期心血管疾病研讨会(SCIENCE-Ⅳ)在杭州举行。该会议由中华医学会心血管病学分会、中华心血管病学杂志社主办,浙江医科大学附属第二医院、复旦大学附属中山医院和上海市心血管病研究所共同承办。来自国内外近500名专家学者参与了此次会议,对干细胞类型、分化、示踪、调控机制、移植相关因子和治疗疾病谱进展等方面进行了专题阐述。
心律失常生物疗法“呼之欲出”
目前对心律失常的治疗方法如起搏器、射频消融等非生理性治疗有其破坏性和不可逆性,并且治标不治本。香港的谢鸿发教授向我们呈现了生物疗法治疗心律失常的新景象。
生物起搏 窦房结功能障碍会引起心脏自律性降低。目前人们正试图通过增加心肌细胞起搏电流If,上调β肾上腺受体表达,增加内向钠离子电流INa和钙离子电流ICa,或降低内向整流钾电流Ikir等多种生物干预途径来恢复心脏的起搏功能。有关研究在动物模型上已经取的了一定的成功。如通过体内转染改造HCN1离子通道,可使病态窦房结综合征模型猪的左心房产生儿茶酚胺敏感的稳定起搏心律,进而减少起搏器放电次数。
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分子消融恶性心律失常 心肌梗死后,起源于梗死边界的心室颤动是心脏性猝死的重要原因。动物模型实验发现,通过转染功能缺失性突变的KCNH2钾通道基因,可明显延长梗死交界处心肌细胞的动作电位时程,降低猪梗死后心室颤动的发生,且没有致心律失常等其他副作用。
改变心肌电生理特性 对某些折返性心律失常的生物学治疗也有一定进展。比如可通过导管将一种聚合物注射至相应部位,使其在注射局部产生炎症,导致疤痕产生,从而达到生物电隔离的作用。另外还可通过分子生物学方法,改变局部连接蛋白Connexin43的表达以调节传导速度。此外,对骨髓干细胞、胚胎干细胞、心室疤痕纤维母细胞进行特定的基因改造,通过导管对血管内、心肌内注射等方法也可以部分修复损伤心肌的电活性。
总之,正是由于目前心律失常治疗存在不足,从而推动了生物治疗发展。分子和干细胞生物学,以及组织工程的发展为替代或调节心脏的自律性和传导性提供了新的生物学解决方法。
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(王韶屏 整理 王建安 校)
缺氧预处理可助移植干细胞“茁壮成长”
临床试验和动物实验均表明,干细胞移植对心肌梗死后心功能的改善不甚理想,主要原因是大部分移植细胞无法在移植局部存活。缺氧预处理可激活细胞内的一些保护机制,使细胞提高抗凋亡能力。来自美国南卡罗莱纳医科大学的魏玲教授在会议上介绍了“缺氧预处理增强干细胞移植效果”。
魏玲教授指出,在0.5%氧浓度下培养24小时,对骨髓间充质干细胞(MSC)进行缺氧预处理,不会增加MSC死亡率,却可通过上调MSC诸多生长因子表达,上调抗凋亡基因,使MSC在病理条件下有更强的存活能力,明显降低MSC凋亡率。体内实验也证实了这一点。在心肌梗死动物模型中移植MSC后的24小时内,近90%正常培养的MSC死亡,而缺氧预处理后的MSC只有70%左右死亡。移植后6周免疫组化染色等检测显示,缺氧预处理后的MSC比正常培养的MSC有更强的促新生血管形成能力。此外,与正常培养的MSC移植组相比,缺氧预处理后的MSC移植组其心梗面积明显减少,心功能恢复明显较好。
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总之,缺氧预处理可提高干细胞的存活和旁分泌功能,促进新生血管形成,从而进一步促进组织修复和功能恢复,提高干细胞移植效果,且无致肿瘤形成风险。因此,缺氧预处理给临床干细胞移植开辟了新的空间。
(胡新央 王建安)
改良移植“土壤” 他汀来帮忙
减少移植后干细胞死亡对提高干细胞移植效果至关重要。鉴于急性心肌梗死后局部微环境发生的一系列炎症反应,对干细胞的存活、分化和迁移等都造成很大影响。据此杨跃进教授等提出了通过改良“土壤”,即改良梗死心肌微环境以促进移植细胞存活和分化的假说。
他汀类药物有降低炎症反应、减轻氧化应激的作用。动物模型研究发现,接受他汀类药物联合MSC治疗组,其心肌灌注缺损和心功能明显改善,移植细胞的存活率和分化率明显高于单纯MSC移植组。此外,接受联合治疗和他汀治疗组中,炎症因子表达显著降低,提示他汀类药物能减轻梗死心肌的氧化应激反应和炎症反应。因此,围移植期使用他汀类药物,可显著改善梗死心肌微环境,利于移植细胞存活和分化,改善心功能。
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通过改良移植“土壤”提高移植效果,可能将成为干细胞研究及临床应用的新方向。(胡新央 王建安)
干细胞修复坏死心肌另有其因
MSC治疗心肌梗死的机制至今仍不明了。早期研究认为MSC向其他细胞分化是改善心功能的主要机制,但后期研究发现,心功能的改善不能完全用直接分化机制来解释。浙江大学医学院附属第二医院王建安教授报告了“骨髓间充质干细胞修复坏死心肌——超越直接分化的机制”。
旁分泌功能 干细胞可分泌多种生物活性因子,对周围组织起到保护作用,抑制宿主细胞凋亡,诱导新生血管形成,对缺血损伤也有保护作用。移植经辐射处理后丧失增殖能力,仅有旁分泌功能的干细胞,仍能改善心功能。
促心脏神经纤维生长 干细胞移植还能促进心脏神经纤维生长。接受间充质干细胞移植者中,其神经纤维密度比心肌梗死者明显较高。
改善电活性 对心肌细胞和人骨髓间充质干细胞(hMSC)共培养7天后,心肌细胞和hMSC之间Cx43 蛋白表达增加,功能性的缝隙连接以及细胞间的电耦联增加,从而改善传导速度。, http://www.100md.com