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干细胞旁分泌效应在缺血性心脏病治疗中的主要挑战2022-05-24 08:49:08

近年来,干细胞来源外泌体内部的脂质、蛋白质也被证明是干细胞通过旁分泌效应发挥心脏保护作用的重要物质。Arslan等研究表明,外泌体来源的多种酶也可提高缺氧小鼠心肌细胞能量代谢率,改善心肌细胞缺氧状态,减少心肌细胞凋亡。相信随着研究深入,其他发挥心肌保护作用的旁分泌物质也会相继被发现。

干细胞一度被认为具有分化为心肌细胞 从而替代梗死心肌的潜力,但多年来并未被证实。后来,其旁分泌效应被逐渐揭示,并显示出心脏保护潜力,但仍有较多因素限制其转化应用。首先,干细胞很难在靶部位高效保留。为了增强受损心肌对治疗性生长因子的捕获,有学者试图利用生物支架材料,使这些细胞因子能够在靶部位持续释放。Garbayo等在猪心肌梗死模型中,将神经调节蛋白加载到特殊微粒中,可使治疗因子在局部持续释放,从而促进血管生成,减少心室重构,改善左心室功能。部分特殊载体也可增强干细胞移植效率。Wang等将水凝胶-miR-302复合物单次注入心肌梗死小鼠心脏,可观察到心肌细胞的持续增殖和心脏功能的改善。此外,改良的基因疗法也提高了旁分泌效应物质的移植和表达效率。Shan等发现,用生长抑制特异性基因6修饰MSC,可增强PI3K/Akt信号通路转导,以旁分泌方式提高缺氧诱导因子-1等细胞因子在缺氧条件下的分泌,从而提高心肌梗死大鼠的心肌细胞存活率,减少心肌梗死面积,改善心功能。
 
其次,干细胞发挥生物学效应不仅取决于干细胞本身的质量,还取决于良好的移植微环境。近年来,各种着力于移植微环境的研究相继展开。心肌肌钙蛋白I在梗死区微环境中高表达,Wang等利用基因转染技术在MSC表面表达一种cTnI靶向的短肽,获得cTnI靶向外泌体,这些外泌体可沿着cTnI浓度梯度定位于梗死区域,从而将其携带的miR-590-3p高效传递至心肌梗死区发挥心肌保护作用。Yang等在干细胞治疗心梗的临床试验中发现,在干细胞移植前3天~后4天给予每晚1次80mg阿托伐他汀强化治疗后,患者射血分数提高了12.6%,而单用阿托伐他汀治疗组仅提高了5%。这提示在干细胞治疗同时联合其他治疗途径,可能改善干细胞移植前后心肌微环境,提高干细胞治疗成功率。
 
出自《干细胞旁分泌效应在缺血性心脏病中的研究进展》作者向祖金,张静,杨简。