科学家将病人的皮肤细胞转化为心肌细胞来修复受损的心脏
科学家们首次成功地从心力衰竭患者身上提取皮肤细胞，并对其进行重新编程，使其转化为能够与现有心脏组织整合的健康新心肌细胞。
这项研究今天(星期三)在《科学》杂志的网站上发表欧洲心脏杂志》上，开辟了治疗的前景心力衰竭患者用自己的人诱导多功能干细胞(hiPSCs)来修复受损的心脏。由于重新编程的细胞来自患者自身，这可以避免患者的免疫系统排斥“外来”细胞的问题。然而，研究人员警告说，在以这种方式将hiPSCs用于人类之前还有许多障碍需要克服，在临床试验开始之前至少需要5到10年。
最近的进步干细胞生物学组织工程使研究人员能够考虑恢复和修复受损的方法心肌肉有了新的细胞，但一个主要问题是缺乏良好的人体来源心肌细胞以及免疫系统的排斥问题。最近的研究表明，从年轻人和健康的人身上获得hiPSCs是可能的，这些干细胞能够转化为心脏细胞。然而，还没有证据表明hiPSCs可以从老年和疾病患者中获得。此外，到目前为止，研究人员还不能证明由hiPSCs生成的心脏细胞可以与现有的心脏细胞整合心脏组织。
Sohnis研究实验室医学(心脏病学)和生理学教授Lior Gepstein心脏电生理学和再生医学该研究的负责人说:“我们的研究的新之处和令人兴奋之处在于，我们已经证明了这种方法是可以使用的。皮肤细胞来自一位老年晚期患者心脏衰竭最后在实验室培养皿中培育出健康年轻的跳动细胞——相当于他的发育阶段心脏细胞当他刚出生的时候。”
Limor Zwi-Dantsis女士是一个博士生Sohnis研究实验室,Gepstein教授和他们的同事一起将两名男性心脏衰竭患者的皮肤细胞(51岁,61)和重组他们的交付三个基因或转录因子”(Sox2 Klf4和Oct4),紧随其后的是一个叫做丙戊酸的小分子,到细胞核。至关重要的是，这种重新编程的鸡尾酒不包括一种被称为c-Myc的转录因子，而这种转录因子是用来创造的干细胞但这是一种已知的致癌基因。
格普斯坦教授解释说:“在人类临床使用hiPSCs的障碍之一是这些细胞可能会失控发展成肿瘤。”“这种潜在的风险可能源于多种原因，包括致癌因子c-Myc，以及用于携带转录因子的病毒随机整合到细胞DNA中——这一过程被称为插入性肿瘤发生。”
研究人员还使用了另一种策略，即使用一种病毒，将重编程信息传递到细胞核，但随后可以将其移除，以避免插入癌变。
由此产生的hiPSCs能够分化成心脏肌肉细胞(心肌细胞)和从健康的年轻志愿者中培养出来的hiPSCs一样有效，这些人作为研究的对照组。然后，研究人员能够使心肌细胞发育成心肌组织，并将其与已有的心肌组织一起培养。在24-48小时内，这些组织一起跳动。格普斯坦教授说:“这个组织的行为就像一个微小的微观心脏组织，每个跳动区域由大约1000个细胞组成。”
最后，新的组织被移植到健康的大鼠心脏中，研究人员发现移植的组织开始与宿主组织中的细胞建立联系。
“在这项研究中，我们首次证明了从心衰患者中建立hiPSCs是可能的——这些患者代表了未来使用这些细胞治疗策略的目标患者群体——并诱导它们分化心肌能够与宿主心脏组织整合的细胞，”格普斯坦教授说。
“我们希望hiPSCs来源的心肌细胞在移植到同样的患者体内后不会出现排斥反应。这是否属实是目前正在积极调查的重点。处理这个问题的障碍之一是，在现阶段，我们只能将人类细胞移植到动物模型中，所以我们必须用免疫抑制药物来治疗动物，这样细胞就不会被排斥。”
在这些结果转化为临床心力衰竭患者的治疗方法之前，还需要进行大量的研究。格普斯坦教授表示:“临床转化存在几个障碍。”这些包括:扩大规模，得出临床相关的数量细胞;发展移植策略，提高细胞移植存活、成熟、整合和再生潜力;开发安全的程序以消除导致癌症或心脏正常节律问题的风险;进一步的动物实验;因为这可能是一项非常昂贵的努力，所以需要大量的行业资金。我想，如果能克服这些问题，至少需要5到10年的时间进行临床试验。”
Gepstein教授和他的同事将在这些领域进行进一步的研究，包括评估使用hiPSCs在细胞治疗和组织工程策略修复各种动物模型受损心脏，研究遗传性心脏疾病，以及药物开发和测试。
主编的欧洲心脏杂志》上Thomas教授Lüscher是苏黎世大学医院心脏病学教授兼主席，也是瑞士苏黎世大学生理学研究所心血管研究主任，他评论说:“《世界卫生组织》(the international health and health of the世界卫生组织)欧洲心脏杂志》上很荣幸能发表这项激动人心的研究，它为再生医学的新方法打开了大门。”
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