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心肌梗死（MI）治疗面临诸多难题，为探究新型治疗方案，研究人员开展人诱导多能干细胞衍生心肌细胞微组织（hiPSC-CMs CMTs）移植研究。结果显示，CMTs 在猪 MI 模型中移植和存活表现良好，为心肌梗死治疗带来新希望。
在全球范围内，心血管疾病严重威胁人类健康，其中缺血性心脏病（IHD）更是欧洲的 “头号杀手”，每年夺走近百万人的生命。心肌梗死（MI）作为 IHD 的常见严重后果，即便经过再灌注治疗，后续也只能缓解症状，无法从根本上修复受损心肌组织，这使得心力衰竭（HF）的发展难以遏制，心脏移植需求居高不下。
在细胞再生疗法蓬勃发展的当下，人诱导多能干细胞衍生心肌细胞（hiPSC-CMs）成为修复心肌的 “潜力股”。然而，这条探索之路布满荆棘。一方面，当前单 hiPSC-CMs 细胞移植的留存率极低，无论采用何种注射技术，短期内移植细胞的留存率都超不过 10 - 15%，这就像播下的种子大多无法扎根生长，治疗效果大打折扣。另一方面，在临床相关的大动物模型中进行 hiPSC-CMs 移植时，由于物种差异引发的异种移植排斥反应，如同坚固的 “城墙”，严重阻碍了细胞的存活和功能发挥。这两个关键问题，成为了心肌再生治疗领域亟待攻克的难关。
为了突破这些困境，来自荷兰乌得勒支大学医学中心、奥地利萨尔茨堡帕拉塞尔苏斯医科大学等多个机构的研究人员组成了一支科研 “先锋队”，展开了一场针对心肌梗死治疗新策略的深入研究。他们的研究成果发表在《Journal of Cardiovascular Translational Research》杂志上，为该领域带来了新的曙光。
研究人员在本次研究中运用了多种关键技术方法。在细胞培养方面，通过搅拌罐生物反应器系统，将 hiPSC 在悬浮培养中定向分化，成功制备出心脏微组织（CMTs）。在动物实验中，选用雌性 Topigs Norsvin 猪构建心肌梗死模型，并进行不同分组的细胞移植实验。同时，采用三重免疫抑制方案，利用多种药物组合抑制免疫反应，并通过监测血药浓度、临床化学参数等评估免疫抑制效果和药物毒性。
研究结果如下：
- CMTs 制备及急性移植效果：搅拌罐生物反应器制备的 CMTs 直径约 188 ± 50.76 μm，其中心肌细胞（CMs）含量超过 90%。在健康猪心脏的急性移植实验中，将用羧基荧光素琥珀酰亚胺酯（CFSE）标记的 CMTs 和其解离后的细胞聚集体（DAGs）分别注射到左心室。结果发现，注射 CMTs 的心脏组织能检测到明显的 CFSE 信号，而注射 DAGs 的心脏组织几乎看不到荧光。这表明，在细胞留存方面，移植 CMTs 比小细胞聚集体甚至单细胞注射更具优势。
- 免疫抑制方案的有效性：为解决异种移植排斥问题，研究人员采用由他克莫司、硫唑嘌呤和大剂量甲泼尼龙组成的三重免疫抑制方案。经过剂量调整，多数猪达到了他克莫司的目标血药浓度（5 - 20 μg/L），部分猪的硫唑嘌呤活性代谢产物 6 - 硫鸟嘌呤核苷酸（6 - TGN）也接近目标范围。同时，监测猪的肝肾功能相关临床化学参数，发现免疫抑制鸡尾酒并未对肾脏和肝脏功能产生负面影响。在体外实验中，用刀豆蛋白 A（ConA）和白细胞介素 - 2（IL - 2）刺激分离的外周血单个核细胞（PBMCs），结果显示免疫抑制猪的 PBMCs 对刺激的敏感性明显降低，这进一步证明了该免疫抑制方案的有效性。
- CMTs 在梗死心脏中的长期存活：在诱导猪心肌缺血 / 再灌注损伤后，研究人员启动优化的三重免疫抑制治疗，并在两周后将 hiPSC-CMs 构建体移植到梗死猪心脏的边界区域。四周后，通过组织学检测发现，部分猪的梗死区域存在人类白细胞抗原 I 类（HLA class I）阳性细胞，这意味着 CMTs 在受体心脏中实现了长期留存和存活。对其中一个猪心脏进行 3D 重建，发现移植的 CMTs 在梗死瘢痕组织中形成了明显的细胞簇，且细胞簇尺寸较大，占据了梗死面积的一定比例。不过，尽管免疫抑制方案在一定程度上发挥了作用，但仍能观察到心肌组织存在免疫细胞浸润现象，且部分长期移植的 CMTs 存在 N - cadherin 表达紊乱的情况，这暗示其与宿主心肌的整合可能存在问题。
综合来看，本研究成功优化并验证了一种逐步免疫抑制方案，该方案可有效抑制免疫反应，保障了 CMTs 在猪心肌梗死模型中的长期留存和存活。这一成果不仅为心肌梗死的细胞治疗提供了新的方向，还强调了 3D 细胞构建在心肌再生治疗中的重要性。然而，研究也存在一定的局限性，如未评估移植 CMTs 对心脏功能的影响，随访期相对较短等。未来，还需要开展更多包含更高细胞数量、更微创、免疫抑制更完善、随访期更长的研究，以全面评估心脏移植作为缺血性患者治疗方案的有效性，推动心肌梗死治疗领域的进一步发展。
