干细胞治疗心肌梗死的研究进展
超声联合微泡辅助干细胞移植治疗心肌梗死的研究进展
・
论著 ・
超 声 联 合 微 泡 辅 助 干 细胞 移 植 治 疗 心 肌梗 死 的研 究 进 展 古
卞叶萍 ， 嘉毅 童 “
（１东南大学医学 院，南京 ２ ０ ０ ；２ 东南大学 附属 中大医院 ，南京 ２ ０ ０ ． １０ ９ ． １０ ９）
Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｏ ａ ｄａ ｎ ａｃｉｎ； ｌ ａ ｏ ｎ ； ｃｏ ｕ ｂ ｅ ｓｅ ｃ ｌ ｙ ｒ ｓ ｍｙ ｃ ｒ ｉｌ ｆｒｔｏ ｕ ｔ ｓ ｕ ｄ ｍｉｒ ｂ ｂ ｌ； ｔｍ ｅｌ ｉ ｒ
０ 引 言
超声微 泡 最初 只是在影 像诊 断领 域作 为超声 对
声联 合微 泡干预骨 髓来源 的单个 核细胞静 脉移植 治 疗大 鼠缺 血后肢 ， 结果发现超声联合微泡组缺 血区血 管新生 与动脉新 生显著增强 ， 局部血流 明显改善 。在 发现 超声联 合微泡 干预可 以增效 干细胞移 植治疗 缺 血 骨骼肌后 ， 研究 者开始将 目光转 向缺血 性心 肌病 ，
比剂 ， 如今微泡 在定 向传递药 物 、 基因 、 生物 活性 气体
及 辅助 干 细胞等 治疗 领域 的应 用越 来越 广泛 … 。近 来 多项 实验研 究发 现超声 微泡在 辅助 干细胞 移植 治
疗 急性 心肌梗 死 中表现 出非 常好 的应用前 景 。超 声
此后 多项 实验研究 发现其 在辅助 干细胞治 疗心肌梗
Ａｂｓ ｒ ｃ ：Ｕｌ ａ ｏ ｎ — ｅ ｉ ｔ ｄ ｍ ｉ ｒ ｂ ｂ ｌ ｓ ｄ ｓｒ ｃ ｉ ｎ ｃ ｎ ｉ ｃ ｅ ｓ ｏ ａ ａ ｃ ｌｒｐ ｒ ａ ｉｉ ，ａ ｄ ｐ ｏ ｔａ ｔ ｔ ｓ ｕ ｄ ｍ ｄ ａｅ ｃ ｏ ｕ ｂ ｅ ｅ ｔｕ ｔｏ ａ ｎ ｒ ａ ｅ ｌ ｃ ｌｖ ｓ ｕ ａ ｅ ｍｅ ｂ ｌ ｙ ｎ ｒ ｍｏ ｅ ｒ ｔ ｔ ｔ ｅ ｅ ｐ ｅ ｓ ｏ ｆｃ ｔ ｋ ｎ ｓｉ ｃ ｅ ｓ ｎ ｉ ｇ ｎ ｓｓｏ ｆ ｃ ｏ ｅ ｈ ｎ ｅ ｐ ｏ ｈ ｘ ｒ ｓ ｉ ｎ ｏ ｙ ｏ ｉ ｅ ， ｒ ａ ｅ ａ ｇ ｏ ｅ ｅ ｉ ｆｉ ａ ｔ ｎ ， ｅ ｃ ｒ ｍｏ ｅ ｓｅ ｃ ｌ ｔ ｒ ｅ ｉ ｇ ｈ ｍ ｉ ｇ ａ ｄ ｎ ｎｒ ｚ ｔ ｔ ｍ ｅ ｌ ａ ｇ ｔ ｏ ｎ ｎ ｎ ｃ ｒ ｉ ｃ ｆ ｃ ｉ ｎ ｎｄ ｅ ｈ ｎ ｅ ｔ ｅ ｅ ｃ ｃ ｆｂ ｎ ａ ｒ ｗ ｅ ｅ ｃ ｙ ｌｓ ｅ ｃ ｌ ｔａ ｓ ｌ ｎ ａ ｉ ｎ ｉ ｈ ｒ ａ — ａ ｄ ａ ｕｎ ｔ ，ａ ｎ ａ ｃ ｈ ｆ ａ ｙ ｏ ｏ ｅ ｍ ｒ ｏ ｍ ｓ ｎ ｈ ｍａ ｔ ｍ ｅ ｌ ｒ ｎ ｐ ａ ｔ ｔｏ ｎ ｔ ｅ ｔｅ ｔ ｏ ｉ ｍｅ ｔ ｆ ｙ ｃ ｄ ａ ｎ ａ ｃ ｉ ｎ． ｔ ｈ ｒ ｒ ｔｌ ａ ｙ ｉ ｓ ｅ ｏ ｂ ｅ ｏ ｖ ｄ ｎ ｏ ａ ｉ ｌ ｆ ｒ ｔｏ Ｂｕ ｅ ｅ ａ ｅ ｓｉｌ ｎ ｓ ｕ ｓｔ ｅｒ ｓ ｌ ｅ ． ｏ ｍ ｒ ｉ ｔ ｍ
骨髓基质干细胞自体移植治疗心肌梗死的研究进展
ｂ ｒｉ ｓｏ ｐ ｄ ｗ ｉｈ ｉ ｔｅ ｕｔ ｔ ｒ ａ ｏ ｅ ｄ ｎ ｏ ｈ ａ ａｌ ｒ ．Ｔ ｅ ｓ ｕ ｃ ｆａ ｔ ｌｇ ｕ ａ ｓ ｌｎ ａ ｉｎ ｉ ｅ ｓ ｔ ｐ ｅ ｈ ｃ ｓ ｈ ｌ ｍａｅ ｅ ｓ ｎ ｌａ ｉ ｇ ｔ ｅ ｒ ｆ ｉ ｅ ｈ ｏ ｒｅ ｏ ｕ ｏｏ ｏ ｓｔ ｎ ｐ ａ ｔｔ ｓ ｉ ｔ ｕ ｒ ｏ ｕ ｌ ｔ ｄ ｅｔ ｇ ｍａ ｅ ａｓ ｉ ｅ ｓ ｎ ｉ ｅ 。ｇ ｔ ｎ ｔ ｒ ｌ ｓ ａ ｙ，ｔ ｅ ｔ ｕ ｓ ｓ ｌ ，ｔ ｅｍｅａ ｏ ｉ ａ ｔ ｉ ｓｈ ｇ ｎ ｅ ｒ ｔ ｆ ｅ ｅ ｌ ｍｉ ｉ ｉ ｈ ｒ ｍａ ｉ ｍａ ｌ ｈ ｔ ｂ ｌ ｃｉ ｔ ｉ ｉ ｈ ａ ｄ ｔ ａｅ ｏ ｎ ｗａ ａ ｃ ｖｙ ｈ ｒ
关键词 ：骨髓 基质 干细胞 ； 自体 移植 ； 心肌梗死
中图分类号 ：Ｒ ４ ．２ 文献标识码 ：Ａ 文 章编 号 ：１０ －３ ９ ２０ 叭 － ２ －４ ５２２ ０ ４２ ６ （０７） ０ １ ０ ０
干细胞治疗及再生医学前景展望
干细胞治疗及再生医学前景展望干细胞治疗是一种新兴的生物医学技术，通过利用具有自我更新和分化潜能的细胞，以修复和再生组织器官。
它被广泛认为是一种革命性的医学领域，具有无限的潜力。
干细胞治疗在多个领域显示出了巨大的潜力，包括心血管疾病、神经系统疾病、外伤与骨折、免疫系统疾病以及器官移植等。
首先，干细胞治疗在心血管疾病领域展现出了巨大的前景。
心脏病是世界范围内最主要的死亡原因之一，而干细胞治疗提供了一种更好的治疗方法。
研究表明，用干细胞治疗心肌梗死患者可以显著改善患者的心功能，减少心脏功能不全的发生。
干细胞能够分化为心肌细胞，修复受损的心脏组织，并促进新血管的生长，改善心脏供血。
通过这种治疗方法，患者的生活质量和预后都能够得到显著提高。
其次，干细胞治疗在神经系统疾病治疗方面也显示出了巨大的潜力。
例如，帕金森病是一种慢性进行性神经系统疾病，目前尚无根治方法。
然而，干细胞的再生能力为帕金森病的治疗带来了新的希望。
研究发现，通过将干细胞移植到患者的大脑中，这些干细胞可以分化为多巴胺神经元，补充患者缺乏的神经元，从而缓解患者的症状。
干细胞治疗还可以用于脊髓损伤和中风等神经损伤的修复，为患者恢复独立行动的能力提供了希望。
此外，干细胞治疗在外伤与骨折领域也具有广泛应用的潜力。
目前，骨折和骨缺损治疗主要依靠传统的手术和人工骨植入，但这些方法存在一定的限制和副作用。
而干细胞治疗提供了一种非手术的治疗方法，可以通过干细胞的分化为骨细胞来促进骨折和骨缺损的愈合。
干细胞能够与周围组织进行交互作用，促进骨髓凝胶的形成，并最终恢复受损的骨骼结构。
这种新颖的治疗方法为骨折和骨缺损患者提供了更好的恢复机会。
此外，干细胞治疗还在免疫系统疾病的治疗中显现出了潜力。
例如，自体干细胞移植被用于治疗自身免疫疾病，如类风湿性关节炎和系统性红斑狼疮等。
干细胞能够调节免疫系统的功能，抑制对自身组织的攻击，从而减轻疾病的症状。
干细胞还可以修饰免疫细胞的活动，增强免疫反应，对抗感染和肿瘤。
成体干细胞移植治疗心肌梗死的研究进展
· ２４２·
中国实用医药 ２０１０ 年 ５ 月第 ５ 卷第 １４ 期 Ｃｈｉｎａ Ｐｒａｃ Ｍｅｄ，Ｍａｙ ２０１０，Ｖｏｌ．５，Ｎｏ．１４
痕组织面积较对照组小，而瘢痕组织的厚度较对照组厚。 移 植了骨髓干细胞组大鼠左室收缩压和左室收缩压上升速率较 对照组高，心脏功能得到改善。 骨髓干细胞移植到达鼠的心 脏后，在移植细胞和宿主心肌细胞间有连接蛋白－４３ 存在，提 示两者间形成了缝隙连接［８］ 。 ３畅３ 肝脏干细胞 Ｍａｌｏｕｆ 等［９］ 将半乳糖苷酶基因转染成年 大鼠肝脏干细胞，转染后的肝脏干细胞称为 ＷＢ－Ｆ３４４。 将其 移植到成年雌性裸鼠左心室肌中，６ 周后，用 ＰＣＲ 及原位荧光 杂交方法证实了移植细胞的存活，并且表达肌钙蛋白 Ｔ。 超 微结构分析表明移植细胞具有与心肌细胞类似的结构。 其长 度 ＜２０ ～１００ｔａｎ，其中较长的细胞具有成熟的肌小节及肌原 纤维，且与受体心肌细胞形成了缝隙连接闰盘结构。 这些均 表明 ＷＢ－Ｆ３４４ 能够在心脏局部微环境的诱导下，分化为成熟 的心肌细胞。 因此亦有可能用来代替心肌梗死后的坏死心 肌，从而达到治疗目的。 ２ 成体干细胞分化为心肌细胞的机制研究 ２畅１ 微环境诱导分化学说 指导转录因子及启动基因表达 的信号可能存在于干细胞生存的微环境，即“ 干细胞龛” 中。 在微环境中，干细胞通过其他细胞、细胞基质及各种细胞因 子、激素的相互作用，引起调控分化的某些关键基因表达，决 定分化的方向。 ２畅２ 转录因子随机抑制或激活学说 研究认为干细胞分化 是多个转录因子抑制或激活，使得关键启动基因表达的结果。 抑制、激活均是随机发生的，激活并不意味该细胞失去了向其 他细胞分化的能力，抑制与激活不相包容。 心房利钠多肽基 因的表达由 ＧＡＴＡ－４ 和 Ｎｋｘ２Ｅ 协同激活；心肌肌钙蛋白 Ｔ 的 启动因子区有 ＧＡＴＡ－４ 和 Ｎｋｘ２Ｅ 结合点，且 ＧＡＴＡ 的表达比 ｃＴｎＴ 表达早 １ ｄ，提示干细胞通过心肌特异性基因的转录调 节获得心肌细胞的表型［１０］ 。 ２畅３ 干 细胞 治疗细 胞融合 还 是 细 胞 分 化 Ａｌｖａｒｅｚ－ｄｏｌａｄｏ 等［１１］ 在鼠模型中骨髓源性干细胞转化为干细胞、普肯野纤维 和心肌细 胞 是细胞 融合 的 结 果， 而 没 有 观 察 到 横 向 分 化。 Ｌａｎｚａ 等［１２］ 以 Ｙ 染色体标记和测 ＤＮＡ 含量 ／核比值的方法否 定了心梗后心肌修复是细胞融合的结果，他们认为：①啮齿类 动物冠状动脉阻塞后，其供血区的细胞在 ５ ｈ 内死亡，使得没 有细胞可以和干细胞进行融合；② 成体心肌细胞的平均体积 为（２４ ０００ ±３ ４００）μｍ３ ，如果发生细胞融合，新生心肌的体积 应≥２４ ０００？ ｍ３ ，但是新生心肌的体积却在 ２００ ～２ ７００ μｍ３ 之间；③供体来源的细胞分化迅速，但融合产生的四倍体细胞 分化缓慢或是在一个组成部分是终末分化细胞时不分化；④ ５畅９２％的心室肌细胞是双核，６％是单核，而 ＞９０％的移植细 胞为单核，仅 ＜１０％为双核。 ３ 前景
心肌细胞再生的研究进展及其在治疗中的应用研究
心肌细胞再生的研究进展及其在治疗中的应用研究心脏疾病是目前世界范围内导致人类死亡的主要原因之一。
心肌梗死、心力衰竭等心脏疾病都是由于心肌细胞死亡所引起的。
长期以来，心肌损伤后的修复一直被认为是不可逆的。
但是，近年来的研究表明，心肌细胞的再生能力是存在的，这在心脏病治疗上具有重要意义。
一、心肌细胞再生的研究进展1.心肌干细胞心肌干细胞是一类潜在的自我更新和分化能力的细胞。
在少数情况下，心肌干细胞可以进入心肌再生过程，在心肌损伤后增殖和分化成为心肌细胞。
然而，这种再生方式的效率很低，其进行机制也不是很明确。
因此，目前研究人员正寻找更加高效地产生新心肌细胞的方法。
2.心肌再生治疗心肌再生治疗目前仍然是一个远远未解决的问题。
在目前的治疗方法中，脐带机能细胞、胶原蛋白、生长因子、氮气等都可以作为心脏病治疗的新途径。
例如，脐带机能细胞可以在心脏中分化成心肌细胞，从而完成再生过程。
胶原蛋白可以缩短心脏损伤恢复时间，帮助心肌细胞快速恢复。
氮气可以促进心肌干细胞增生和治疗心肌缺血等疾病。
这些方法在实验室和动物实验中已经取得了一定的进展，为临床治疗心脏病提供了新的思路。
3.基因编辑技术近年来，基因编辑技术成为热点研究方向之一。
基因编辑技术可以设计和制造全新的基因，帮助治愈心脏病。
例如，研究人员设计了一种新型基因，该基因可以加速心肌细胞再生和心脏损伤后的恢复，从而提高心脏功能和减少炎症反应。
二、心肌细胞再生在治疗中的应用心肌细胞再生治疗可以有效治疗心脏病，改善心功能，缓解心脏疾病引起的症状。
例如，干细胞治疗已经被广泛应用于心肌梗死和心力衰竭的治疗中，这种治疗方法可以刺激心肌干细胞增殖和分化成为功能性心肌细胞，从而实现心肌修复和再生。
此外，干细胞再生和基因编辑技术可以用于治疗心脏瓣膜疾病，动脉硬化，糖尿病和严重的心律失常等疾病。
经过临床研究，发现心肌干细胞治疗在恢复心脏功能，缓解心脏疾病引起的症状，提高患者的生活质量都具有重要的作用。
干细胞来源外泌体在心肌梗死后心脏修复的研究进展
类由哺乳动物细胞通过旁分泌方式分泌的天然的内 源性纳米级囊泡（直径 ３０～１００ｎｍ），可通过超速离 心法或试剂盒法等多种方法从细胞条件培养基及多 种体液（如血液、唾液、汗液、泪液、精液、尿液等）中 分离提取。外泌体由细胞芽生而成，其质膜上会表 达一些 保 守 蛋 白，如 跨 膜 蛋 白 （ＣＤ９、ＣＤ６３、ＣＤ８１ 等），此外根 据 细 胞 的 不 同 来 源 外 泌 体 膜 上 还 可 能 携带某些细胞特异性膜蛋白，如 ＭＳＣｓ来源的外泌 体可能携带 ＣＤ２９分子。外泌体可携带多种信息成 分，包 括 蛋 白 质 因 子、脂 质 体、基 因 片 段、非 编 码 ＲＮＡ等，需要特 别 提 出 的 是，其 分 子 成 分 与 水 平 变 化随来源细胞类型、大小、分化阶段及其所处微环境 的不同而存在差异。外泌体通过抗体配体配对机制 被靶细胞识别、内化或以质膜融合方式，将其携带的 遗传信息分子传递给靶细胞，影响其生物学进程。 ２ 干细胞非细胞治疗 干细胞治疗逐渐被批准进入临床实验，目前发 现干细胞治疗能够明显改善心肌梗死后心脏功能， 但也面临诸多问题与舆论压力，例如干细胞移植具 有致畸作用、排斥反应等危害，并且面临恶劣微环境 的移植细胞定植率低、存活率低等难题。
山东医药 ２０１８年第 ５８卷第 １７期
干细胞来源外泌体在心肌梗死后 心脏修复的研究进展
赵永超，石蓓 （遵义医学院附属医院，贵州遵义 ５６３０００）
摘要：外泌体是细胞与细胞之间进行信息交流的重要媒介物质，是一类由哺乳动物细胞通过旁分泌方式分泌 的天然内源性纳米级囊泡。外泌体可促进心肌细胞存活，促进内皮细胞增殖、迁移及血管新生，从而促进心肌梗死 后心脏修复。本文旨在对干细胞来源的外泌体在心肌梗死后心脏修复的研究现状及面临的问题进行综述。 关键词：心肌梗死；干细胞移植；外泌体；微小核糖核酸 ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２２６６Ｘ．２０１８．１７．０２９ 中图分类号：Ｒ５４２．２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００２２６６Ｘ（２０１８）１００９１０３
干细胞移植在心肌梗死治疗中的应用进展
心 肌 细 胞 代偿 性 肥 大 ，心 室 重 塑 ， 心功 能下 降 ，现行 的 治 疗 方 法 只 能 通 过 缩 小心 肌 梗 死 的 范 围 、恢 复 缺 血 的 存 活心 肌 的血 液供 应 、延 缓 左 室 重 构 ，以 改善 患者 的 预后 ，而 不 能从 根 本 上 修 复 坏 死 的心 肌 组 织 。 最 新 的 动 物 实验 和 ， 研 究 临床
表 明，移植 干细胞到心肌细胞 坏死 区域 内，可有效补 充心肌 细胞 ，改善心功 能。 因此 ，干细胞移植可 能是 治疗心肌梗
间充质干细胞治疗心肌梗死研究进展
３ 干 细 胞 治 疗 ＭＩ 的 可 能 机 制 ３ ． １ 移 植 细 胞 的 旁 分 泌 作 用 很 多 研 究 者 认 为 ， 干 细 胞 可
目前 ， 虽未 能广 泛 应 用 于 临床 治 疗 ， 但 已 能预 见 其 广 阔前 景 。
１ ＭＩ治 疗 现 状
ＭＩ 是 在 冠 状 动 脉 粥 样 硬 化 的基 础 上 发 生 冠 状 动 脉 血 栓
项骨髓干细胞移植动物实验表 明， 干 细 胞 可 以 改 善 ＭＩ 模 型 小 鼠 的心 功 能 【 。海 军 总 医 院 进 行 的 冠 状 动 脉 内 注射 ＭＳ Ｃ 治 疗 ＡＭＩ 临床 Ⅱ期 研 究 已 完 成 。 同 时 ， 国外开发 出 Ｐ ｒ ｏ ｖ ａ ｃ ｅ ｌ 干细 胞 治 疗 产 品 ， 已完 成 ＡＭＩ Ｉ期 临 床 试 验 ， 为 未 来 干 细胞 治 疗 的产 业 化 发 展 道 路 奠 定 了 基 础 。２ ０ １ ３年 ３月 １日 统计显示 ， 临 床 试 验 注 册 官 网 上 已记 录 了 全 球 １ １ ９项 治 疗 ＭＩ 的临床研究 ， 进入 Ⅲ期临床试 验 的已达 ２ Ｏ项 ， 再次 说 明 干 细 胞 治疗 ＭＩ 具 有 广 阔前 景 。
形 成 或 分 支 阻塞 ， 使 心肌 血液 循 环 突然 全 部 中断 而 导 致 该 部 位 心肌 损 伤 。每 年 全 球 约 有 １ ７ ０ ０万 人 死 于 心 血 管 病 ， 其 中 占 总数 １ ／ ２的患 者 死 于 急 性 心 肌 梗 死 （ ＡＭＩ ） 。有 统 计 数 据 表明 ， 美国 ４ Ｏ ～５ ９岁 的 人 群 中 ， ３ ８ 患 有 ＭＩ 或 心 力 衰 竭， ６ Ｏ ～７ ９岁 的 人 群 发 病率 为 ７ ３ 【 。 目前 ， 我 国老 年人 近 ２亿 ， 老年 人 Ｖ Ｉ 数量还将增加 ， ＭＩ 发 病 率 也 将 不 断 上 升 。在 过去 ３ ｏ年 中 ， ＭＩ 的病 死 率 （ ３ ０ ｄ内） 虽 然 已降 至 １ ｏ ， 但 年 病死率仍 为 ２ Ｏ 左 右 ］ 。成 年 人 心 肌 细 胞 缺 乏 再 生 修 复 能 力， 一旦坏死 ， 细 胞 的绝 对 数 量 将 减 少 ， 梗 死 区心 肌细 胞 转 化 为瘢痕组织而失去功能 ， 致 使 心 功 能 难 以恢 复 ， 可 最 终 导 致 死 亡 。 目前 ， ＭＩ 的治 疗 方 法 以药 物 治 疗 、 介 入 治 疗 和 外 科 手 术 治疗 为 主 。虽 然 ， 可 以 解 除 血 管 阻塞 ， 缓解心室重构 ， 延 缓 和 改 善 心 功 能 的 恶化 及 心 律 失 常 的发 生 ， 但 无法 逆转 坏 死 心
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
干细胞治疗心肌梗死的研究进展
干细胞是一类具有自我复制和多向分化潜能的细胞。
目前,尝试用于治疗心肌梗死的干细胞大致可分为两大类——胚胎干细胞和成体干细胞。
胚胎干细胞主要包括胚胎心肌细胞和胚胎干细胞。
成体干细胞主要包括骨骼肌干细胞、骨髓干细胞和外周血干细胞。
(一)胚胎干细胞
1. 胚胎心肌细胞
Soonpaa等1994年首先证实了小鼠胚胎心肌细胞移植的可行性。
1996年,Li等在大鼠心肌冷冻坏死模型上移植大鼠胚胎心肌细胞,术后4周,移植的胚胎心肌细胞出现了分化现象。
但是,胚胎心肌细胞对缺血非常敏感,在体外不易培养和增殖。
此外还有胚胎心肌细胞不易获得和伦理学上存在争议等问题。
这些都限制了胚胎心肌细胞的应用。
2. 胚胎干细胞
在各种类型的干细胞中,最多才多艺的当属胚胎干细胞了。
最早的胚胎干细胞是Martin等1981年从小鼠胚胎中分离出来的。
Thomson等1998年首先成功建立起人胚胎干细胞系,引起科学界的强烈反响,被Science杂志评为当年十大科学进展之首。
到目前为止,科学家已从啮齿类、兔、猪和灵长类动物体内分离得到胚胎干细胞系。
胚胎干细胞可在体外生长,并能在原始未分化状态下无限增殖,且仍能保持其多能性和正常核型。
这些特性使人胚胎干细胞具有广阔的研究和应用前景,但是人胚胎干细胞应用于临床还存在很多技术上的难题。
(二)成体干细胞
与胚胎干细胞相比,成体干细胞容易从自体采集,避免了胚胎干细胞移植所面临的伦理学纠纷,而且自体移植不存在免疫排斥反应,适合临床应用,因而成体干细胞成为近几年干细胞移植领域的主要研究对象。
1. 骨骼肌干细胞
骨骼肌干细胞,即骨骼肌成肌细胞,或称骨骼肌卫星细胞,动物模型实验均证实成肌细胞移植能实现梗死或缺血心肌的再生。
Koh等1993年首先发现成肌细胞能向心肌细胞转化。
2001年,Jain等发现成肌细胞移植能改善心肌梗死动物的左室功能。
2001年,Menasché等首先将成肌细胞移植应用于临床。
2003年,Menasché等又对10例心肌梗死伴严重心衰病人,在冠脉搭桥术同时进行成肌细胞移植。
术后随访10个半月,病人的临床心功能提高,心肌收缩功能改善,但4例发生了室性心动过速。
但是,2005年Dib等纳入18例病人的临床试验显示,成肌细胞移植治疗缺血性心肌病病人,并未导致严重心律失常发生。
因此,这类细胞移植还需在更多病人身上进行更长期的随访对照研究,这样才能彻底评估其安全性。
2. 骨髓干细胞
临床常用的骨髓干细胞有骨髓单个核细胞群(BM-MNC)、AC133阳性细胞群、间充质干
细胞(MSC)和内皮祖细胞(EPC)等。
(1)骨髓单个核细胞群
BM-MNC集成了所有骨髓干细胞成份,含有诸如MSC、造血干细胞和EPC之类的干细胞。
由于BM-MNC移植具有容易采集、操作简单和不存在免疫排斥反应等优势,因此比较适合临床应用。
2001年,日本Hamano等和德国Strauer等率先将BM-MNC移植应用于临床。
2002年,Strauer等报告了纳入20例心肌梗死病人的I期临床研究结果,第一次比较完整地证实经冠脉内移植自体BM-MNC的治疗方式是安全可行的。
2004年,Wollert等报告了纳入60例病人的随机非双盲对照临床研究结果,我们也报道了纳入20例病人的随机双盲对照研究,均表明BM-MNC移植能明显增加缺血心肌的血管新生,改善病人心脏功能,未见致心律失常等潜在危险。
(2)内皮祖细胞
动物实验表明,骨髓或外周血来源的EPC有助于梗死心肌的再生和增强缺血心肌的血管新生。
Assmus等2002年、2003年和2004年分别报告了用经冠脉内移植骨髓或外周血来源的EPC治疗20例、28例和59例急性心肌梗死病人随访4个月和1年的临床研究,即TOPCARE-AMI研究。
结果表明,两种来源的EPC疗效相似,左室射血分数(LVEF)的改善随观察时间延长而增加,未观察到炎症反应和心律失常。
(3)AC133阳性细胞
人类AC133细胞主要为CD34+细胞群,具有内皮干细胞和祖细胞表型和功能特征,主要在血管新生方面起作用。
2003年,Stamm等利用磁珠分选的方法得到骨髓AC133阳性细胞,对9例心肌梗死病人在冠脉搭桥术同时将这种亚群细胞移植到梗死周边区域,结果表明这类细胞移植能改善病人生活质量和梗死心肌血流灌注,但并不明显改善局部收缩性能。
(4)骨髓间充质细胞
到目前为此,似乎只有MSC能分化为心肌细胞。
1867年,Cohnheim首先提出骨髓中存在非造血组织的干细胞。
但直到1974年Friedenstein才首次通过实验证实从骨髓中分离的贴壁细胞可分化为骨和软骨细胞。
1985年,Piersma等证实这种贴壁细胞可分化为成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞和成肌细胞,并将之称为MSC。
我国学者陈绍良等于2004年和2005年先后报道了纳入69例病人的随机对照临床试验,随访6个月发现,MSC移植明显改善了左室功能(LVEF增加18%),未见与移植MSC相关的不良反应。
Dai等的动物实验发现,MSC移植后虽然可在大鼠的梗死心肌内存活6个月之久,并表达肌肉和内皮细胞特征性蛋白,但其对整体心脏功能的改善是短暂的,在术后4周时明显,到术后6个月时消失。
因此,MSC的长期疗效如何仍有待于大样本、随机双盲对照研究结果而定。
3. 某些细胞因子
除用骨髓干细胞作为移植对象外,科学家们又开始尝试用某些能促进干细胞分化的细胞因子来刺激自身骨髓干细胞分化。
骨髓干细胞分化为心肌细胞和血管内皮细胞,由两
个关键因素决定——损伤的组织环境和足够数量的多能干细胞。
基于这一点,Orlic等尝试了在小鼠冠脉结扎后静脉注射干细胞因子(SCF)和粒细胞集落刺激因子(G-CSF),结果发现小鼠骨髓中的干细胞能归巢到梗死区域,并发生了复制和分化。
与移植骨髓干细胞相比,注射SCF具有无创伤、死亡率低的优点。
2004年, Kang 等应用G-CSF动员后,移植动员后的外周血单个核细胞,结果发现可明显改善梗死心脏功能(6.4%),且并不引起炎症反应和加重心肌缺血,但因发现加重支架内再狭窄和引起造血系统过度增殖等不良反应而提前终止了试验。
但是,随后Kuethe等和Valgimigli等的临床试验结果表明,应用相同剂量或小剂量(5 μg/kg/d,皮下注射,连续4天)G-CSF动员治疗心肌梗死病人,并不引起加重支架内再狭窄和引起造血系统过度增殖等不良反应,而其治疗作用却与Kang 等的试验结果相同。
由此可见,G-CSF动员可能不失为心肌梗死的一种可供选择的治疗措施。
4. 外周血干细胞
外周血干细胞通常指造血干细胞。
与骨髓干细胞移植相比,外周血造血干细胞移植具有采集方便等优点。
目前研究者们尝试用SCF或G-CSF等细胞因子动员自身骨髓干细胞向外周血释放,然后收集并移植外周血单个核细胞到动物梗死心肌中,观察结果显示其改善心功能程度并不如移植BM-MNC那样令人满意,而且所移植的血细胞并不能合成新生毛细血管。
干细胞大事记年份主要人物主要事件文献索引
1867年 Cohnheim 提出骨髓中存在非造血组织的干细胞
1974年 Friedenstein 从骨髓中分离得到MSC Transplantation 1974, 17: 331
1981年 Martin 建立小鼠胚胎干细胞系 Proc Natl Acad Sci USA 1981, 78: 7634 1985年 Piersma 证实MSC存在多向分化潜能 Exp Hematol 1985, 13: 237
1993年 Koh 证实骨骼肌成肌细胞可向心肌细胞转化 J Clin Invest 1993, 92: 1548 1994年 Soonpaa 证实小鼠胚胎心肌细胞可向心肌细胞转化 Science 1994, 264: 98 1996年 Li 证实大鼠胚胎心肌细胞可向心肌细胞转化 Ann Thorac Surg 1996, 62: 654 1998年 Thomson 建立人胚胎干细胞系 Science 1998, 282: 1145
2001年Menasché 首先将成肌细胞移植用于治疗心梗病人 Lancet 2001, 357: 279 2001年 Hamano 首先将BM-MNC用于治疗心梗病人 Jpn Circ J 2001, 65: 845
2002年 Strauer 首先开展BM-MNC临床研究 Circulation 2002, 106: 1913
2002年 Assmus 首先开展EPC临床研究 Circulation 2002, 106: 3009
2003年 Stamm 首先将AC133阳性骨髓细胞用于治疗心梗病人 Lancet 2003, 361: 45 2004年 Wollert 首先开展BM-MNC临床随机对照研究 Lancet 2004, 364: 141
2004年陈绍良首先开展MSC临床随机对照研究 Am J Cardiol 2004, 94: 92
2004年葛均波首先开展BM-MNC临床随机双盲对照研究 Am J Cardiol 2004, 94(6, suppl1): 19
2004年 Kang 首先开展G-CSF动员的临床随机对照研究 Lancet 2004, 363: 751。