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科学家发现心脏干细胞移植的新工具

2013.12.10

  干细胞,来自胚胎、胎儿组织和成人组织,具有发展成身体中各种类型细胞的潜力,例如肌肉细胞、脑细胞和红血细胞。干细胞也拥有修复人体组织的能力。再生医学领域——探究利用胚胎、胎儿和成人干细胞使组织和器官修复和再生的可行性,已经成功地将培养状态的细胞移植到受伤组织中。

  美国佛蒙特大学的医学副教授Jeffrey Spees博士和同事们,在最近的Stem Cells杂志上发表的一项最新研究中,发现了一种很有前景的新工具,可在未来帮助促进每年超过70万患有心脏病的美国人的干细胞治疗。

  Spees解释说:“许多移植会失败,细胞不能坚持或者会死亡。”所以,他和他的研究小组,着手开发能够提高移植成功的方法。

  他们专注于一种骨髓祖细胞,这种细胞能够形成间质细胞。间质细胞能形成结缔组织,也能帮助制造血细胞。研究者们意识到,这些细胞能分泌多样化的分子——称为配体——保护受伤组织,促进组织修复和维持培养体中的干细胞和祖细胞。不同的配体,与干细胞或祖细胞表面的特异受体相互作用,传送信号指示细胞粘附、分裂或分化成一个成熟的功能性细胞。

  为了确定这些类型的配体是否会保护心脏祖细胞,并帮助其移植,研究团队从人骨髓祖细胞中,分离出一个条件培养基。他们发现,此培养基包含结缔组织生长因子(CTGF)和胰岛素。Spees说:“结缔组织生长因子和胰岛素都是保护性的,它们在一起具有协同效应。”

  在这项研究中,Spees和同事们进行了一项比较,他们把一个心脏干细胞“裸体”加入到患有心梗塞啮齿动物的心脏中,将其余一个反而穿着保护性配体“背包” 的细胞相比较,这些配体是由CTGF和胰岛素“混合物” 置于冰上30分钟孵育出的大约125,000个心肌细胞制造的。研究团队移植了心外膜下方——在心脏外层和肌肉组织之间——的细胞,发现这种启动作用的 “混合物”,能够使移植成功得到改善。

  Spees惊呼:“我们打破了植入记录!”他补充道,研究团队的启动工具——称为“Cell-Kro”——大大增加了细胞的粘着、增殖、存活和迁移能力。

  目前,Spees和他的同事们继续采用小鼠心肌干细胞来研究移植,未来可能包括人类心脏干细胞和人体试验。

  Spees说:“每年大约有650,000例心脏搭桥手术。这些患者在他们第一次手术时,会收集细胞并存起来用于未来的应用程序。如果他们转向另一个程序,他们会收到其自身心脏祖细胞的一个移植,使Cell-Kro启动,并有可能重建他们受伤心脏的一部分。”

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