五篇论文证实,胎盘间充质干细胞修复心脏潜力巨大

作者:Dr.韦

近年来,间充质干细胞被广泛应用于急性心肌梗死后心肌再生的研究中。间充质干细胞无需免疫抑制剂便可跨越组织相容性复合体移植,并且不像胚胎干细胞那样存在伦理争议,再加上易于分离和培养扩增,它吸引了大量的学者。

长期以来,骨髓来源的间充质干细胞是临床试验中最常用的类型,但这类细胞具有一定的局限性,例如无法大量获取,骨髓捐赠时获取骨髓的侵入性会导致捐赠者不适等。更为重要的是,临床试验发现,骨髓间充质干细胞治疗心肌梗死的成功率十分有限,这主要是因为低细胞滞留、短期归巢以及活性降低等因素所致。目前,科学家们正在寻找更为合适的间充质干细胞来源。

由于妊娠期胎盘对胎儿的耐受性至关重要,因而胎盘细胞必须具有一定程度的免疫调节功能。此外,胎盘细胞来源于胚胎发育的早期阶段,能够分化为多种类型的细胞。胎盘组织来源丰富,胎盘细胞的回收不涉及到任何创伤性过程,因而是十分理想的间充质干细胞来源。

越来越多的研究表明,胎盘间充质干细胞修复心肌的潜力十分巨大。今天,我们来分享5篇发表于国际期刊上的研究论文。

2008年,《Br J Hematol. 》杂志上报道了胎盘间充质干细胞的制造过程(分离、培养以及扩增),并首次将胎盘间充质干细胞应用在人类试验中 [1]。此后,胎盘间充质干细胞相关的临床试验越来越多。

这项研究发现,胎盘间充质干细胞与骨髓间充质干细胞十分相似,例如具有相似的形态学、细胞表型、趋化因子受体、中胚层分化和细胞免疫抑制能力等。

同在2008年,《Stem Cells Dev. 》杂志上另一项研究也证实了胎盘间充质干细胞与骨髓间充质干细胞的相似之处。科学家们发现,胎盘间充质干细胞和骨髓间充质干细胞表面粘附分子和趋化因子受体上的mRNA和蛋白质分子水平几乎相同。然而,在功能上,胎盘间充质干细胞在体活体内移植的属性要大于骨髓间充质干细胞[2]。

《Br J Hematol. 》和《Stem Cells Dev. 》期刊上的论文给人们带来了很大的提示:胎盘间充质干细胞或许可以替代骨髓间充质干细胞,用于修复受损的心脏。

早在2005年科学家们就已经探讨了胎盘来源间充质干细胞相关的心肌修复作用。《Transplantation》期刊上的研究表明[3],胎盘间充质干细胞可以融于心脏组织中,并分化为心肌细胞,这些细胞在心肌梗死区域可以存活2个月。

2010年,《Circ Res. 》期刊上的研究表明,分离的胎盘间充质干细胞也能分化为心肌细胞,并且能够在体内模型中存活长达80天[4]。科学家们认为,胎盘来源的间充质干细胞分化为心肌细胞的能力十分强,并且在活机体内具有免疫耐受性,可作为心脏再生医学的重要细胞来源。

今年,《J Thorac Cardiovasc Surg.》杂志上的研究比较了胎盘间充质干细胞和骨髓间充质干细胞修复心肌梗塞的功效。研究结果表明,未来胎盘间充质干细胞会是心肌梗塞治疗的重要工具。

研究人员探讨了缺氧条件下胎盘间充质干细胞和骨髓间充质干细胞对CXC趋化因子受体4(CXCR4)表达的影响。CXCR4对细胞迁移、归巢以及移植的调控起到关键作用。细胞迁移、归巢以及移植是决定间充质干细胞能否到达梗塞心肌部位的重要因素。

在胎盘间充质干细胞中,低氧能够10倍地增加CXCR4的表达,而骨髓间充质干细胞只能2倍地增加CXCR4的表达。这项研究结果显示,胎盘间充质干细胞是骨髓间充质干细胞的良好替代物。不过未来仍需在活体内以及临床中开展更深入的研究。此外,晶格的空间排布(集成心肌组织的必要条件)和胎盘间充质干细胞的管理还需临床数据来确定。

展望

急性心肌梗死的发病率近年来呈明显上升趋势,临床对高效疗法的需求日益迫切。间充质干细胞作为心肌损伤后细胞移植治疗的热门种子细胞,已经成为了治疗缺血性心脏病研究的热点。

胎盘是十分稳定的间充质干细胞来源,在临床上具有很大的应用前景。随着临床试验的深入开展,相信未来胎盘间充质干细胞会给心脏病患者带来福音。

目前胎盘间充质干细胞已经被广泛应用至神经系统疾病、心血管系统疾病、血液系统疾病、免疫系统疾病及代谢性疾病的临床研究中,突破性成果越来越瞩目。博雅干细胞库是全球首家通过胎盘间充质干细胞AABB认证的干细胞库,正在同国内多家医院合作,共同推进胎盘间充质干细胞从基础科研到临床应用的快速转化,并造福人类。

参考文献:

【1】Manufacturing of human placenta-derived mesenchymal stem cells for clinical trials,DOI: 10.1111/j.1365-2141.2008.07492.x

【2】Molecular Trafficking Mechanisms of Multipotent Mesenchymal Stem Cells Derived from Human Bone Marrow and Placenta,https://doi.org/10.1089/scd.2007.0156

【3】 Human amniotic mesenchymal cells have some characteristics of cardiomyocytes. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15753841?dopt=Abstract

【4】Xenografted Human Amniotic Membrane–Derived Mesenchymal Stem Cells Are Immunologically Tolerated and Transdifferentiated Into Cardiomyocytes,doi:  https://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.109.205260

【5】Hypoxia modulates cell migration and proliferation in placenta-derived mesenchymal stem cells,DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.jtcvs.2017.03.141

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