急性心肌梗死是冠状动脉急性、持续性缺血缺氧所引起的心肌坏死。
临床上多有剧烈而持久的胸骨后疼痛,休息及硝酸酯类药物不能完全缓解,伴有血清心肌酶活性增高及进行性心电图变化,可并发心律失常、休克或心力衰竭,常可危及生命。
本病在欧美最常见,美国每年约有150万人发生心肌梗死。中国近年来呈明显上升趋势,每年新发至少50万,现患至少200万。
因为成体心肌细胞缺乏足够再生能力,所以梗死后将会导致心肌细胞不可逆的消失,同时被纤维瘢痕组织代替,最终引发心力衰竭。
如何促进缺血坏死区的心肌再生,防止心室重构,是心肌梗塞的治疗关键。
近些年以来,随着再生医疗技术的发展进步,日本的干细胞移植技术为心肌梗塞提供了全新的治疗策略。
传统治疗方法的无奈
目前心肌梗塞的治疗包括药物治疗、介入治疗、外科手术等。
这些治疗能够改善心肌缺血和心力衰竭的症状,使闭塞的血管再通。
但要使病损的心脏恢复功能,仍没有有效方法。
干细胞带来的新希望
心脏移植虽然能够取代受损的心脏,但由于供体较难选择,临床难以推广。
而日本干细胞移植技术的应用在治疗心肌梗塞方面发挥出独有的优势。
干细胞是一类具有自我更新和多向分化潜能的早期未分化细胞,在特定条件下,它可以分化成不同的功能细胞,这为心肌梗死后心肌细胞重建提供了可能性。
通过移植干细胞取代受损心肌细胞并建立新的血管来改善血供,增加有功能的心肌细胞数量,改善心功能,从而为心肌梗死的治疗开辟了一条崭新的途径。
干细胞为何有希望
在治疗心肌梗塞展现突破?
干细胞有很强的可塑性,在体外和体内均可以被诱导分化成心肌细胞、血管内皮细胞、平滑肌细胞。
新生的心肌细胞取代坏死及无功能的心肌,新生的血管内皮细胞和平滑肌细胞形成新的血管,建立侧支循环,增加局部血流灌注,改善血液供应,减少残留心肌细胞的凋亡,促使梗死恢复,减轻心脏重构。
经过高标准化培养出来的干细胞进入心脏体内微环境后,接受新的微环境中的调节信号并做出反应,进行分化,分泌和调节功能。
另一方面,干细胞传递信号分子,通过控制受体细胞基因的表达,使受体残留的心肌细胞去分化、重新进入增殖周期。
日本首次将干细胞衍生的
心肌移植到人体中
日本干细胞移植技术使移植后新生的细胞维持了受损的心肌的相对完整性,增加了心脏的顺应性和弹性,使心室壁富有弹性从而限制了心室特别是梗死区膨胀与心室整体扩张,抑制了心室重构,从而使心脏舒张和收缩功能改善。
大阪大学的Yoshiki Sawa教授(左)解释了由iPS细胞制成的心肌细胞的移植情况(2020年1月27日,大阪府吹田市)
据朝日新闻的报道,今年1月27日,日本大阪大学一个研究小组宣布,已成功为心脏功能不全患者移植了心肌薄膜,而该薄膜正是利用iPS细胞培养出来的。
简单来说,未来有重度心肌梗塞甚至心衰竭的病人,不用仰赖人工心脏或是等不到的器官捐赠,用干细胞就可以救回心脏。
诱导性多能干细胞(iPS干细胞),它的作用能分化与构成身体各种细胞,它能在极少量的皮肤碎片或血液中制造出来。
日本干细胞科学家山中伸弥正是因为成功将成年细胞逆转为iPS细胞,于2012年得到了诺贝尔生理或医学奖的殊荣。
研究小组称,这种方法还属于世界首次,他们将追踪观察这一疗法的安全性和有效性,计划今后再为10名患者进行移植手术。
据了解,该团队通过从患者的血液或皮肤中提取干细胞,并对它们进行“重新编程”,使其恢复为胚胎样的多能性初始状态,从而实现了上述所提的目标。
日本大阪大学官网消息
所用细胞可以被诱使成为许多不同种类的细胞,研究人员将其引导产生心脏组织。然后将细胞放在植入患者心脏的可降解薄片上(每个薄片4-5厘米宽,0.1毫米厚),在那里它们继续产生并分泌有助于血管再生的蛋白质,从而改善整体心脏功能。