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PNAS:重大进展!发现胎盘干细胞能够再生心脏,有望开发出新型干细胞疗法来治疗心脏病

来源:本站原创 2019-05-26 18:52

2019年5月26日讯/生物谷BIOON/---在一项新的研究中,来自美国西奈山伊坎医学院的研究人员证实在动物模型中,来自胎盘的称为Cdx2细胞的干细胞能够在心脏病发作后再生健康的心脏细胞。这些研究结果可能代表了一种再生心脏和其他器官的新疗法。相关研究结果发表在2019年5月20日的PNAS期刊上,论文标题为“Multipotent fetal-derived Cdx2 cells from placenta regenerate the heart”。
图片来自PNAS, 2019, doi:10.1073/pnas.1811827116。

论文通讯作者、西奈山伊坎医学院心血管再生医学主任Hina Chaudhry博士说道,“Cdx2细胞在历史上被认为仅在早期胚胎发育过程中产生胎盘,但是在此之前从未显示出再生其他器官的能力,这就是这项研究如此令人兴奋的原因。这些发现也可能为除心脏之外的其他器官开发再生疗法铺平道路。它们看起来就像是一群超动力的干细胞,这是因为它们能够靶向损伤部位,通过循环系统直接迁移到损伤部位,而且能够避免遭受宿主免疫系统排斥。”

这些研究人员之前曾发现一种混合的小鼠胎盘干细胞群体能够有助于怀孕雌性小鼠的心脏在遭受有可能导致心力衰竭的损伤后恢复。他们发现了这些胎盘干细胞迁移到怀孕雌性小鼠的心脏中,而且是直接迁移到心脏受损部位中。它们随后经过自我重编程变成跳动的心脏细胞,从而有助这种修复过程。

这项新研究旨在确定哪种类型的干细胞能够让心脏细胞再生。这些研究人员首先研究了Cdx2细胞,这是之前鉴定出这种混合的干细胞群体中最为常见的干细胞类型,结果发现它们占来自胎盘的有助于心脏再生的干细胞比例最高(40%)。

为了测试Cdx2细胞的再生特性,这些研究人员在三组雄性小鼠中诱发了心脏病发作。第一组接受来自终末妊娠小鼠胎盘的Cdx2干细胞处理,第二组接受不表达Cdx2的胎盘细胞处理,第三组作为对照接受盐水处理。他们使用磁共振成像技术在诱导心脏病发作后立即分析所有小鼠,并且在诱发心脏病发作后接受细胞或生理盐水处理3个月后再次分析这些小鼠。他们发现,Cdx2干细胞处理组中的每只小鼠在心脏健康组织方面都有明显的改善和再生。到三个月时,这些干细胞直接迁移到心脏受损部位,并且形成新的血管和新的心肌细胞(跳动的心肌细胞)。注射生理盐水和非Cdx2胎盘细胞的小鼠发生心力衰竭,而且它们的心脏并未出现再生的证据。

这些研究人员注意到Cdx2细胞的另外两个特性:它们除了具有胚胎干细胞的所有蛋白,还具有其他的蛋白,这使得它们能够直接迁移到损伤部位,这是胚胎干细胞无法做到的事情,而且它们似乎避免了宿主免疫反应。当将来自胎盘的Cdx2细胞注射到另一只动物中时,宿主免疫系统并不排斥它们。

Chaudhry博士解释道,“这些特性对于我们已经开始实施的人类干细胞治疗策略的开发至关重要,这是因为这可能是人类有希望的一种治疗方法。我们已经能够从足月的人类胎盘中分离出Cdx2细胞;因此,我们如今希望我们能够为心脏设计出一种比过去更好的人类干细胞治疗方法。过去在人体中测试的策略并非基于实际形成心脏细胞的干细胞类型,而且用于这种目标的胚胎干细胞存在着伦理和可行性问题。胎盘通常被丢弃在世界各地,因此几乎是无限的来源。”

论文第一作者、西奈山伊坎医学院心血管研究所博士后研究员Sangeetha Vadakke-Madathil 博士说道,“这些结果对我们来说非常令人吃惊,这是因为在针对人类心脏病的临床试验中测试的其他细胞类型在培养皿中经证实后不能够变成心脏细胞,但是这些Cdx2细胞确实产生了心脏细胞,当我们将它们注射到循环系统中时,它们确切地知道要去哪里。”(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Sangeetha Vadakke-Madathil el al. Multipotent fetal-derived Cdx2 cells from placenta regenerate the heart. PNAS, 2019, doi:10.1073/pnas.1811827116.
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