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近日，一項刊登在國際雜志Circulation上的研究報告中，來自阿拉巴馬大學伯明翰分校的科學家們通過研究開發(fā)了一種新方法，其或能利用干細胞衍生的心肌細胞來改善心臟病的修復；心臟病發(fā)作后會引發(fā)部分肌肉壁死亡，從而就會使心臟無法再生，死亡的組織會壓迫周圍的肌肉導致患者出現(xiàn)致命性的心臟擴張。
生物醫(yī)學工程師認為，通過利用多能干細胞在體外培養(yǎng)心肌細胞，隨后將這些心肌細胞或這些細胞制成的“貼片”置于死亡的心臟組織位點，就能夠有效修復衰竭的心臟，基于這種方法的實驗和臨床試驗證據(jù)也能夠改善心臟左心室的泵送能力。然而，通過移植細胞來改善心臟的供血以及心臟的功能或許取決于這些細胞的質(zhì)量，研究人員面臨的一大挑戰(zhàn)就是這些細胞的移植率較低。
這項研究中，研究人員開發(fā)了一種新方法來改善所移植細胞的質(zhì)量，他們表示，在心臟病小鼠模型中進行試驗后發(fā)現(xiàn)，注射的干細胞衍生的心肌細胞的移植率提高了一倍，這種新方法能夠在異質(zhì)群體中選擇功能完整且DNA完整的細胞，從而使其能夠適應臨床狀況，更好地重建缺血的心肌組織并改善衰竭心臟的功能表現(xiàn)。心臟細胞的移植需要數(shù)百萬的干細胞或其衍生細胞，在加速狀況下的細胞繁殖是獲取大量細胞的常用手段，但加速生長也會造成培養(yǎng)的壓力，包括致死性的DNA損傷，這些DNA損傷的細胞或許無法適用于細胞移植。
研究者表示，他們能夠激活誘導多能干細胞中的轉(zhuǎn)錄因子p53從而選擇性地誘導程序性細胞死亡（細胞凋亡）發(fā)生，尤其是DNA損傷的細胞，同時還會保留DNA未發(fā)生損傷的細胞；研究者利用MDM2抑制劑（Nutlin-3a）能夠激活p53的表達，當進行Nutlin-3a療法后，死亡的細胞就會從培養(yǎng)液中被洗掉，剩下的DNA未受到損傷的細胞則會正常生長并分化為心肌細胞；隨后研究者將90萬個衍生的心肌細胞注射到了心臟病小鼠模型心臟左心室的邊界區(qū)域，四周后，研究者發(fā)現(xiàn)，接受DNA未發(fā)生損傷的心肌細胞的心臟中植入率發(fā)生了明顯提高（大約14%），而對照衍生的心肌細胞的植入率則約為7%。
研究者Kannappan表示，這項研究中我們首次發(fā)現(xiàn)，在誘導多能干細胞培養(yǎng)液中通過激活p53就能夠有效選擇DNA未發(fā)生損傷的誘導多能干細胞，而且這些DNA未發(fā)生損傷的心肌細胞還能夠增強心臟移植的潛力。此前研究結(jié)果表明，DNA損傷的衰老細胞并不會經(jīng)歷細胞死亡，相反其會停留在組織內(nèi)部，并伴隨功能的改變，從而改變組織的微環(huán)境促進其它細胞老化，這或許是DNA未受損傷的心肌細胞擁有移植優(yōu)勢的一種解釋。
研究者指出，這種移除DNA損傷細胞的方法具有廣泛的應用價值；這種新方法能夠利用小分子來選擇DNA損傷的細胞，盡管研究者需要優(yōu)化和評估其它選擇性條件，但這種方法能用于任何類型的干細胞，而治療多種疾病的干細胞療法或許也會因為采用這種新方法而獲益，包括神經(jīng)變性疾病、大腦和脊髓損傷等。
