共培养羊膜干细胞与心肌细胞的 3D 无细胞心脏贴片:心肌梗死治疗的新希望

【字体: 时间:2025年05月10日 来源:Journal of Cardiothoracic Surgery 1.5

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  急性心肌梗死(AMI)危害大且治疗效果不佳。研究人员以猪为模型,探究用含羊膜干细胞(pASCs)和心肌细胞(pCardios)的无细胞羊膜心脏贴片治疗 AMI。结果显示该贴片能改善心肌再生,为 AMI 治疗提供新思路。

  心脏疾病是全球重大健康难题,每年约 1760 万人因之丧生,在印度尼西亚,其占总死亡率的 13.3%。急性心肌梗死(AMI)作为心脏疾病的重要类型,主要由冠状动脉阻塞引发,会导致缺血性心肌病和心肌细胞不可逆死亡。尽管医疗投入巨大,但 AMI 患者的五年生存率仅 50%,且心脏移植供体稀缺。在这样的困境下,探寻有效的 AMI 治疗方法迫在眉睫。
印度尼西亚相关研究机构的研究人员开展了一项极具意义的研究,他们旨在探究用含猪羊膜干细胞(pASCs)和自体猪心肌细胞(pCardios)的无细胞羊膜心脏贴片,在猪 AMI 模型中的心肌再生效果。研究结果令人振奋,与单独移植 pASCs 或对照组相比,共培养组在八周后展现出更优异的心肌生成能力,这一成果为 AMI 的治疗带来了新的希望。该研究成果发表在《Journal of Cardiothoracic Surgery》上。

研究人员采用了多种关键技术方法。首先,从猪的心脏组织和羊膜中分别分离出 pCardios 和 pASCs,并利用流式细胞术对细胞进行表征。接着,制备无细胞羊膜双层心脏贴片,将细胞接种到贴片上后移植到猪 AMI 模型中。实验结束后,收集心脏组织进行组织学、免疫组化、免疫荧光分析以及实时 RT-qPCR 分析,以评估心肌再生情况。

研究结果如下:

  1. 确认结扎诱导的 AMI:通过检测血清中心脏肌钙蛋白 T(cTnT)和肌酸激酶同工酶(CK-MB)水平,以及心电图(ECG)的 ST 段抬高,证实成功诱导了 AMI。
  2. 细胞特性:pASCs 具有低间充质细胞比例和高多能性细胞比例,pCardios 表达心肌细胞表型。
  3. 心脏贴片的生物相容性:心脏贴片被证实无细胞且生物相容性良好。
  4. 猪心脏和梗死区域的观察:八周治疗后,共培养组和 pASC 组的梗死面积显著小于对照组;共培养组 60% 的猪区域壁运动异常(RWMA)得到改善,pASC 组为 25%,对照组则无改善。
  5. 组织学、免疫组化和免疫荧光分析:对照组有广泛的纤维化和脂肪化生,pASC 组和共培养组的瘢痕形成较少;共培养组的血管内皮细胞标记物(vWF)分布更均匀,且具有完整的肌节结构。
  6. 心肌生成活性分析:共培养组中与心肌生成相关的基因(如 cTnT、Nkx2.5 和肌球蛋白重链(MHC))表达显著增加,同时凋亡相关基因(p21、p53 和 Caspase-9)表达降低。

研究结论表明,共培养疗法在心肌修复方面具有比单独移植 pASCs 更优越的再生潜力。共培养组在瘢痕结构、细胞外基质重塑和心脏功能方面的显著改善,突显了将异质性原代心脏细胞整合到基于干细胞的干预措施中的治疗优势。这意味着共培养策略可能优化细胞间相互作用,增强心肌生成,改善梗死后的功能恢复。然而,该研究也存在一定局限性,如无法确保诱导足够大面积梗死时猪的存活。未来研究应致力于开发能产生更大梗死区域的模型,并进一步研究干预措施对慢性梗死的影响,推动其在人类心脏修复中的转化应用。

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