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综述:探索hiPSC-CM在缺血性心脏中的替代疗法
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月11日 来源:Basic Research in Cardiology 7.5
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这篇综述系统探讨了诱导多能干细胞来源的心肌细胞(hiPSC-CM)治疗缺血性心脏病(IHD)和心力衰竭(HF)的研究进展,重点分析了细胞存活、血管化、免疫排斥和心律失常(EAs)等关键挑战,并展望了临床转化前景。
缺血性心脏病(IHD)是全球心力衰竭(HF)和死亡的主要诱因。心肌梗死(MI)后心肌细胞(CM)的不可逆损失导致心脏重构,最终引发HF。现有药物如血管紧张素受体-脑啡肽酶抑制剂(ARNI)和β受体阻滞剂仅能延缓重构,无法解决CM丢失的核心问题。近20年,心血管研究聚焦于心脏再生策略,包括非编码RNA(如miRNA、lncRNA、circRNA)调控、成纤维细胞直接重编程为CM,以及CM替代疗法。其中,hiPSC-CM因其可大规模分化和自体移植潜力成为研究热点。
促存活鸡尾酒
Laflamme团队于2007年首次提出“促存活鸡尾酒”方案,包含基质胶(防失巢凋亡)、ZVAD(半胱天冬酶抑制剂)、BCL-XL(抗凋亡蛋白)、环孢素A(免疫抑制)等成分,显著提升hESC-CM在大鼠梗死心脏中的存活率。后续研究通过miRNA(如miR-21/24/221)递送或过表达细胞周期蛋白CCND2,进一步优化了细胞增殖和血管化。
血管化增强
缺氧是移植细胞死亡的主因。Ai等通过VEGF-A修饰RNA(modRNA)预处理hiPSC-CM,促进移植物血管新生;Sun团队则采用脂肪组织微血管共移植,实现宿主-移植物血管吻合。共移植策略(如hiPSC-CM联合内皮细胞hiPSC-EC)在非人灵长类(NHP)模型中显示出更高的细胞成熟度和更低的心律失常风险。
心脏球体
Fujita团队开发的hiPSC-CS(心脏球体)在猪心梗模型中表现出优于单细胞注射的保留率和功能改善,其机制与VEGF分泌增强相关。近期临床试验(LAPiS, NCT04945018)验证了低剂量球体的安全性和有效性。
心脏补片
从Zimmermann的工程化心肌组织(EHT)到临床级补片,技术不断升级。补片通过胶原支架或细胞片技术实现,并融合血管网络以解决缺氧问题。Jebran等报道的EHT在NHP中存活6个月,并进入I/II期临床试验(BioVAT-HF)。日本团队则通过MHC匹配补片实现短期功能改善,但长期仍面临免疫清除。
免疫排斥
自体移植(如Lin等报道的猴模型)可避免排斥,但成本高昂。MHC匹配或低免疫原性细胞系(如CD47过表达)是替代方案。Kashiyama发现补片在停药后仍能通过旁分泌效应持续改善功能,为短期免疫抑制提供依据。
植入性心律失常(EAs)
EAs源于hiPSC-CM的自发性去极化。Murry团队证实抗心律失常药物(胺碘酮+伊伐布雷定)可控制EAs,直至细胞电生理成熟。Selvakumar通过单细胞测序锁定致心律失常亚群(SIRPA+
CD90?
CD200+
),而Marchiano的基因编辑细胞系MEDUSA(敲除HCN4/CACNA1H/SLC8A,敲入KCNJ2)则彻底消除EAs。
hiPSC-CM疗法已进入临床转化阶段,但需解决细胞成熟度、标准化生产和长期安全性问题。随着LAPiS、BioVAT-HF等试验推进,这一领域有望重塑心衰治疗格局。
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