科学家宣称已经克服了人类心脏再生的"最大障碍"

科学家宣称已经克服了人类心脏再生的"最大障碍"Marchiano是4月6日星期四发表在《细胞干细胞》(CellStemCell)杂志上的一篇论文的主要作者，描述了这些发现。这项工作是与西雅图的Sana生物技术公司合作完成的。在早期的研究中，穆里的团队采用了源自干细胞的心肌细胞来修补心肌梗塞造成的心脏组织损伤。这种形式的心脏病发作发生在心肌的血液供应受阻时，导致心脏细胞的死亡。由于心脏细胞不能再生，受损的组织被疤痕组织所取代。这损害了心脏的强度，阻碍了其血液泵送功能。广泛的伤害会最终导致心脏衰竭，甚至死亡。为了创造他们的治疗性心脏细胞，西雅图研究人员使用了多能干细胞。与成人干细胞不同的是，多能干细胞专门成为特定的细胞类型，而多能干细胞可以成为身体中任何类型的细胞。西雅图华盛顿大学干细胞和再生医学研究所(UWMedicineInstituteforStemCellandRegenerativeMedicineResearch)的博士后SilviaMarchiano和研究科学家HansReinecke在ChuckMurry实验室查看心脏干细胞。从2012年到2018年，西雅图团队成功地将多能干细胞注射到受损的心壁中，以创造新的肌肉来替代梗塞期间失去的肌肉。动物研究表明，移植的细胞会与心肌融合，与其他心脏细胞同步跳动，并改善心脏的收缩能力。这些发现表明，干细胞疗法有可能被用来拯救受损的心脏。但有一个主要的并发症。在移植的最初几周，心脏往往以危险的高速度跳动。除非能找到一种方法来防止或抑制这个问题，否则干细胞不可能成为心肌梗塞和心力衰竭的安全治疗方法。Murry说："我们的目标是创造出工作的收缩细胞，使其不会试图设定自己的节奏。"在成熟的心脏中，心率是由称为起搏细胞的专门细胞调节的。这些细胞以固定的时间间隔产生电信号，诱导其他心脏细胞进行收缩。在起搏细胞中，电压从负值（超极化）到正值（去极化）来回循环。穆里把它比作一个节拍器，正离子通过这些通道咻咻地进出细胞。这种复极化和去极化循环发生的速度决定了心率。然而，在早期的胚胎心脏中，这个系统还没有发展起来，其中相对较少的细胞已经成为专门的起搏细胞，而其他的则成为静止的收缩细胞。所有的细胞都是起搏细胞类型。穆里和他的同事怀疑，移植的干细胞的行为就像早期的胚胎细胞一样，混乱地产生信号，导致危险的心律。为了弄清是什么导致了这些细胞的这种行为，研究人员使用了一种名为RNA测序的技术，以找出在细胞成熟的不同时期，哪些离子通道正在生成。测序显示，一些类型的离子通道在发育初期出现，然后随着细胞的成熟而消失，而其他类型的离子通道则在发育后期出现。就像一个正在展开的谜团，这给了研究人员他们的嫌疑人名单。为了确定哪些离子通道是携带导致心律失常电流的罪魁祸首，科学家们使用基于CRISPR的基因组编辑，系统地敲除去极化基因或激活复极化基因。这被证明是令人惊讶的复杂。他们曾假设会有一个单一的离子通道导致心律失常，但没有一个单基因编辑能消除快速心律。然后，研究人员通过进行双基因和三基因编辑，进行了艰苦的"打组合拳"的过程。令人不安的是，这些编辑没有一个能消除心律失常，有些似乎还使其变得更糟。最后，科学家们创建了一个干细胞系，其中三个去极化基因被敲除，一个复极化基因被激活。这起到了一定的作用。这些干细胞产生的心肌细胞在电学上是静止的，就像成人的心肌一样，但当给予电信号时，它们就会收缩，模仿自然起搏器。研究人员将这些细胞称为"MEDUSA"（用于修改电生理DNA以了解和抑制心律失常）。MEDUSA心肌细胞在心脏中移植，成熟为成年细胞，在电学上融入心肌，并与自然起搏器同步跳动，所有这些都不会产生危险的心率。Murry说，这就是心脏再生的必要条件，但还需要对工程细胞进行更多的测试，他补充说："我认为我们已经克服了人类心脏再生的最大障碍。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1353923.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1353923.htm

逆转阿尔茨海默氏症 干细胞疗法大有可为

逆转阿尔茨海默氏症干细胞疗法大有可为系统移植野生型造血干细胞和祖细胞（绿色）后，它们分化成小胶质细胞（红色），从而减少了大脑中β淀粉样斑块（品红色）的数量。资料来源：普里扬卡-米什拉（PriyankaMishra）和亚历山大-席尔瓦（AlexanderSilva），加州大学圣地亚哥分校健康科学部加州大学圣地亚哥分校的科学家们最近进行的一项研究表明，干细胞移植可能是一种很有希望的阿尔茨海默氏症治疗方法。在最近发表于《细胞报告》（CellReports）上的这项研究中，研究人员证明，移植造血干细胞和祖细胞能有效挽救阿尔茨海默氏症小鼠模型的多种症状和体征。与其他阿尔茨海默氏症小鼠相比，接受健康造血干细胞的小鼠表现出记忆和认知能力得到保护，神经炎症减少，β-淀粉样蛋白堆积明显减少。研究的资深作者、加州大学圣地亚哥分校医学院教授斯蒂芬妮-切尔基博士说："阿尔茨海默氏症是一种非常复杂的疾病，因此任何潜在的治疗方法都必须能够针对多种生物途径。我们的工作表明，造血干细胞和祖细胞移植有可能预防阿尔茨海默氏症的并发症，并有可能成为治疗这种疾病的一种有前途的途径。"这项研究由加州大学圣地亚哥分校医学院Cherqui实验室的研究人员PriyankaMishra博士（左）和AlexanderSilva（右）牵头进行。资料来源：加州大学圣地亚哥分校健康科学部这种疗法的成功源于它对小胶质细胞的影响，小胶质细胞是大脑中的一种免疫细胞。小胶质细胞以各种方式与阿尔茨海默病的发生和发展有关。众所周知，小胶质细胞的持续炎症会导致阿尔茨海默氏症，因为炎性细胞因子、趋化因子和补体蛋白的释放会导致β-淀粉样蛋白生成增加。在健康状态下，小胶质细胞在清除β-淀粉样蛋白斑块方面也发挥着重要作用，但在阿尔茨海默氏症中，这一功能却受到了损害。由此产生的β淀粉样蛋白堆积也会对其他脑细胞造成压力，包括影响大脑血流的内皮细胞。博士后研究员、第一作者普里扬卡-米什拉（PriyankaMishra）博士开始测试移植干细胞是否能产生新的、健康的小胶质细胞，从而减少阿尔茨海默病的进展。切尔基实验室已经发现，使用类似的干细胞移植治疗胱氨酸病（一种溶酶体贮积疾病）和弗里德里希共济失调症（一种神经退行性疾病）的小鼠模型取得了成功。米什拉和她的同事将健康的野生型造血干细胞和祖细胞全身移植到阿尔茨海默氏症小鼠体内，发现移植的细胞在大脑中分化成了小胶质细胞。研究人员随后评估了动物的行为，发现接受干细胞移植的小鼠完全避免了记忆丧失和神经认知障碍。与未接受治疗的阿尔茨海默氏症小鼠相比，这些小鼠表现出更好的物体识别和风险感知能力，以及正常的焦虑水平和运动活动。斯蒂芬妮-切尔奎（StephanieCherqui）博士成功领导了其实验室开发的其他疗法的临床测试和商业化。资料来源：加州大学圣地亚哥分校健康科学部仔细观察动物的大脑，研究人员发现，接受健康干细胞治疗的小鼠海马和皮层中的β淀粉样蛋白斑块明显减少。移植还减少了小胶质细胞增生和神经炎症，并有助于保持血脑屏障的完整性。最后，研究人员利用转录组分析，测量了接受治疗和未接受治疗的阿尔茨海默氏症小鼠体内不同基因的表达情况。接受干细胞治疗的小鼠皮质中与病变小胶质细胞相关的基因表达较少，海马中与病变内皮细胞相关的基因表达较少。总之，移植健康的造血干细胞和祖细胞可增强小胶质细胞的健康，进而防止阿尔茨海默氏症的多种病理变化。重要的是，第三组小鼠接受了从阿尔茨海默氏症小鼠体内分离出来的干细胞后，没有表现出任何改善迹象，这表明这些细胞保留了阿尔茨海默氏症中与疾病相关的信息。未来的研究将进一步探索健康的移植细胞如何产生如此显著的改善，以及是否可以使用类似的移植策略来减轻人类的阿尔茨海默病症状。"阿尔茨海默病给我们的社会带来了巨大的精神和经济负担，但目前还没有有效的治疗方法，"Cherqui说。"我们很高兴看到造血干细胞疗法取得如此有前景的临床前研究成果，并期待着为这一毁灭性疾病开发出一种新的治疗方法。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1376415.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1376415.htm

研究人员将新生儿心脏干细胞用于治疗克罗恩病

研究人员将新生儿心脏干细胞用于治疗克罗恩病不同类型的干细胞，包括造血干细胞（发育成血细胞）、间充质干细胞（制造和修复软骨、骨骼和骨髓脂肪）和诱导多能干细胞，已被用于临床试验和医学治疗。芝加哥安-罗伯特-卢瑞儿童医院（AnnandRobertH.LurieChildren'sHospitalofChicago）的研究人员在一项新研究中，从废弃的心脏组织中提取了新生儿间充质干细胞（nMSCs），并将其用作治疗肠炎的新型疗法。该研究的通讯作者阿伦-夏尔马（ArunSharma）说："新生儿心源性间充质干细胞已被用于修复受伤心脏的临床试验，但这是首次在炎症性肠道疾病模型中研究这些有效细胞。我们的研究结果令人鼓舞，无疑为治疗慢性炎症性肠病提供了一个新平台。"先前的研究表明，从一个人身上提取的间充质干细胞（MSCs）用于另一个人（异体干细胞）是治疗某些免疫疾病的安全、有效的方法。但研究也表明，从老年患者身上提取的间充质干细胞与从年轻人身上提取的细胞相比，分化能力较弱。因此，研究人员使用了新生儿细胞或从出生后四周内的新生儿身上提取的细胞。在对患有先天性心脏病的新生儿进行心脏手术时，胸腺（位于心脏前上方并制造白细胞的器官）的一部分会被切除并丢弃，被丢弃的组织是间充质干细胞的良好来源。在目前的研究中，研究人员将这些源自心脏的nMSCs直接注射到小鼠小肠中类似克罗恩病的炎症病灶中。他们发现，注射后病灶炎症明显减轻，并促进了肠粘膜的伤口愈合。克罗恩病等慢性炎症性肠病通常采用皮质类固醇抗炎药、抗微生物药、免疫抑制剂和抗体疗法等综合疗法进行治疗。然而，联合用药会产生副作用，有些患者还会产生抗药性。研究人员说，他们的新疗法可以从侧面解决这些问题。由于nMSCs是直接注入肠道的，因此目前的治疗需要手术。研究人员的下一步工作是开发一种通过静脉注射干细胞的方法。在这种治疗方法进入临床试验之前，还需要进行更多的动物实验。夏尔马说："最终，我们的目标是在克罗恩病的症状和体征出现之前，利用这种细胞类型进行治疗，同时也作为一种预防措施。我们还可能将这种方法应用于其他炎症性疾病。潜力是巨大的，我们很高兴能继续前进。"这项研究发表在《先进治疗学》（AdvancedTherapeutics）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1374025.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1374025.htm

心脏肿瘤学的新前沿：强力蛋白保护心脏细胞免受化疗损伤

心脏肿瘤学的新前沿：强力蛋白保护心脏细胞免受化疗损伤心脏肿瘤学的兴起及其挑战"随着化疗越来越有效，我们有了越来越多的癌症幸存者。"药理学和医学助理教授、该论文的共同第一作者SangGingOng解释说："但不幸的是，很多幸存者现在都有心力衰竭的问题。"这种不幸的趋势导致了一个新领域的出现，即心脏肿瘤学，它主要研究化疗药物对心脏细胞线粒体的伤害机制。研究小组试图从另一个角度进行探索：为什么有些患者的心脏对损害具有免疫力？他们的细胞是否具有独特的保护功能？人类诱导多能干细胞衍生的心脏细胞（心肌细胞）显示心脏蛋白肌动蛋白（红色）和肌钙蛋白T（绿色）以及细胞核（蓝色）。图片来源：改编自研究论文揭示心脏细胞保护机制首先，研究小组发现，当心脏细胞受到化疗压力时，线粒体酶会移动到细胞核中，这是一种不寻常的现象。然而，研究人员并不确定这种酶的迁移是造成细胞损伤的原因，还是保护细胞的原因，共同第一作者、UIC生物化学与分子遗传学系主任JaleesRehman博士解释说："我们真的不知道它会向哪个方向发展。"为了澄清这种模糊性，研究小组创造了专门针对细胞核、绕过线粒体的酶的版本。他们发现，这种有意的酶迁移强化了细胞，有效提高了细胞的存活率。在源自人类干细胞的心脏细胞和接受化疗的小鼠身上都观察到了这种保护机制。这似乎是心脏细胞抵御化疗损伤的一种新机制。新的临床可能性和未来研究这一发现意味着新的临床潜力。医生可以对个别患者进行分析，以确定他们的心脏细胞（由个性化干细胞创建）是否可以通过将线粒体中的酶转移到细胞核中来保护自己免受化疗的伤害。这一过程包括抽取患者的血液，从血细胞中制造干细胞，然后使用这些个性化干细胞生成与患者自身心脏细胞基因相同的心脏细胞。雷曼说："在实验室中评估化疗造成的损伤以及从线粒体进入这些心脏细胞核的酶的移动，将有助于确定患者对化疗的可能反应。"对于保护不足的患者，也许可以通过增加酶的移动和强化心脏细胞来加强保护。研究人员很高兴能开展进一步的研究，以确定这种方法是否能帮助预防高血压和心脏病发作等其他疾病对心脏造成的损害，以及是否能应用于血管等其他细胞。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1372391.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1372391.htm

科学家通过重新规划小鼠的新陈代谢成功使受损心脏再生

科学家通过重新规划小鼠的新陈代谢成功使受损心脏再生心脏病发作或受到其他损伤后，心脏会用纤维疤痕组织重新修补，这有助于短期内将器官固定在一起，但这一部分不会和心肌细胞一样跳动。随着时间的推移，这会导致各种问题，从进一步的心脏病发作到最终的心力衰竭。心肌细胞与其他组织的主要区别之一在于它们的能量代谢。人体中的大多数组织通过一种叫做糖酵解的过程从糖中获取能量，但心脏却从脂肪中获取能量，这就是所谓的脂肪酸氧化。事实证明，这可能是开启心脏细胞再生的关键。这项研究的作者李翔和袁学军说："众所周知，能够再生心脏的动物物种主要使用糖和糖酵解作为心肌细胞的燃料。人类心脏在发育早期也主要使用糖酵解，但随后转而使用脂肪酸氧化，因为它能产生更多能量。随着出生后能量生产的转换，许多基因的活性发生了变化，细胞分裂活性也随之丧失。能量产生的个别代谢物对调节基因活动的酶的活性也有重要作用。因此，我们希望通过重新规划能量代谢来引发基因活动的变化，从而重新开启心肌细胞的细胞分裂能力"。为了在小鼠身上验证这一想法，研究小组关闭了一个名为Cpt1b的基因，该基因是脂肪酸氧化的关键。果然，这些小鼠的心脏开始生长，细胞数量在实验过程中几乎翻了一番。接下来，研究人员诱发缺乏Cpt1b的小鼠心脏病发作，然后让它们的心脏重新获得富含氧气的血液。这模拟了心脏病发作后接受支架治疗的病人。研究小组说，几周后，与对照组相比，试验小鼠心脏组织的瘢痕大大减少，心脏功能几乎恢复到心脏病发作前的水平。经过仔细观察，研究人员确定了这种效果背后的机制。关闭该基因会触发一个级联，有效地将心肌细胞重置为不太成熟的状态，使它们能够再生。当然，现阶段这只是在小鼠身上进行的概念验证，但研究小组表示，这可能是一条应用于人类的途径。应该可以开发出阻断Cpt1b所产生的酶的活性的药物，从而模拟患者需求的效果。不过，这离临床应用还很遥远。其他研究发现，利用干细胞或mRNA再生心脏也取得了成功。这项研究发表在《自然》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1392175.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1392175.htm

研究人员展示了可按需生长造血干细胞的人工胚胎心脏系统

研究人员展示了可按需生长造血干细胞的人工胚胎心脏系统造血干细胞捐赠是一项重要的医疗程序，但它却受到持续短缺的影响。新南威尔士大学(UNSW)的研究人员现在展示了一种模仿胚胎心脏的微流控设备是如何产生造血干细胞前体的，而这可以让造血干细胞按需生产。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1316115.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1316115.htm