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心脏干细胞研究深度调查:探索之门关闭了吗

作者:对外贸易
出处:www.lunrr.com
时间:2019-12-10

作者:赵广利和魏梦资料来源:中国科学新闻,2018/10/30 9:18:56

选择名称:中小

心脏干细胞研究深度调查:探索之门关上了吗?记者赵广利和记者魏梦最近,哈佛大学医学院及其附属机构布里格姆女子医院因涉嫌欺诈而自愿撤回了31篇与心脏干细胞相关的论文,在生命科学界引起了轰动

干细胞治疗心脏病是当今医学领域的热点研究之一,人们对此寄予厚望。 然而,所谓的“c-kit阳性心脏干细胞”(以下简称“c-kit干细胞”)实际上并不存在。伪造者不仅骗取了美国的高额研究经费,还误导了世界上的相关研究,几乎欺骗了世界。

然而,随着公众舆论的发酵,许多人开始质疑干细胞技术在治疗心脏病方面的潜力。 C-kit干细胞变冷了。干细胞可以用来治疗心脏病吗?通过文献回顾和与相关领域技术专家的协商,《中国科学报》做出如下解释

神话颠覆并不意味着“心肌再生”是颠覆性的”“这一事件的曝光并不新鲜,学术界已经研究c-kit干细胞四五年了 北卡罗来纳大学教堂山分校人类多能干细胞实验室学术主任、北卡罗来纳大学麦卡利斯特心脏研究所副主任李茜告诉记者《中国科学报》,“我们不相信这种干细胞的存在,现在我们终于回到了问题的根源。” "

李茜说,c-kit干细胞不存在的结论已经在该领域达成共识很多年了,这次终于“被报道并引起了相当大的轰动” 然而,李茜强调,c-kit干细胞神话的破灭并不意味着对整个心肌再生领域的颠覆。

李茜说科学家们被一些两栖动物(如蝾螈)强大的自我再生能力所鼓舞,并发现斑马鱼,一种模式生物,有自我修复心脏的能力。在这方面,杜克大学的肯尼斯波斯实验室做了大量前瞻性的工作。德克萨斯州西南医学中心的研究人员还发现,老鼠的心脏在出生后一周仍然能够再生。

此外,许多实验室致力于寻找在进化过程中可能丢失或找不到的心肌再生“钥匙”,如贝勒医学院的詹姆斯马丁实验室、英国牛津大学的保罗莱利实验室、以色列魏茨曼科学院的埃尔达德萨霍尔实验室,并取得了一些可喜的进展。

“干细胞关键”不仅仅是“心肌再生的探索”,全球科学家进行的研究远远超出了c-kit干细胞的范围。 然而,李茜警告说,具体到使用干细胞技术研究心肌再生的话题,一个需要澄清的事实是,干细胞治疗心脏病的大门还没有关闭,而且有不止一把“干细胞钥匙”开启心肌再生。

首先,“寻找c-kit干细胞”被证明是错误的,这只是许多尝试中的一个。没有其他方法许多科学家正在探索利用胚胎干细胞、间充质干细胞和诱导多能干细胞(iPS cells)来研究心肌再生。其次,人们对干细胞用于心肌再生的探索并不局限于直接分化为心肌细胞。先前的研究已经发现干细胞的旁分泌效应对于心脏修复也非常重要。

多年来,科学家在这些领域取得了相当大的进步

胚胎干细胞是一种全方位的干细胞,人体内所有类型的细胞都从它分化而来,当然包括心肌细胞 《自然》和《自然—生物技术》都发表了胚胎干细胞治疗心脏病的研究成果。

2014年,科学家在《自然》表示,来源于人类胚胎干细胞的心肌细胞可以使梗塞恒河猴的心脏血管再生。 2018年,《自然—生物技术》也发表了类似的结果:华盛顿大学的研究人员发现,源自胚胎干细胞的心肌细胞形成新的肌肉并融合到心脏中,使心脏能够再次具有泵血的功能;在一些动物中,这些细胞将心脏功能恢复到正常值的90%以上。

诱导多能干细胞与胚胎干细胞具有相似的多能性。日本京都大学的田中伸美教授因发现iPS细胞而获得2012年诺贝尔生理医学奖。 利用这项技术,科学家可以利用患者自身的体细胞诱导干细胞,然后在适当的条件下(如心肌细胞)定向分化干细胞,用于治疗疾病。

美国华盛顿大学查尔斯默里实验室(Charles Murry Laboratory)多年来一直致力于将从iPS细胞分化的心肌细胞移植到受损心肌,并试图在灵长类动物中取得令人鼓舞的结果。 美国杜克大学内纳德布尔萨克实验室(Nenad Bursac Laboratory)过去曾将iPS细胞分化的心肌细胞与生物材料结合,制作3D模拟心肌膜,并开始在大型动物模型中积极尝试。

2016年,《科学—转化医学》年发表的一项研究显示,心肌细胞和来源于iPS细胞的内皮细胞产生的“人工心脏组织贴片”可以再生(血管重建)动物梗塞的心脏,改善心室功能

值得一提的是,今年7月,日本批准了世界上首例iPS细胞治疗心脏病的临床试验 具体来说,日本政府批准将iPS细胞衍生的心肌细胞切片(0.1毫米)植入缺血性心肌病患者的心脏表层。临床试验预计于2019年3月开始

间充质干细胞也是多能干细胞,可以分化成身体组织中的多种细胞。 科学家发现间充质干细胞的“魔力”似乎不在于直接分化成心肌细胞,而在于分泌各种细胞因子和生长因子来促进心脏的自我修复 事实上,间充质干细胞也是目前唯一进入心脏病治疗领域临床试验的干细胞。

2018年9月,《干细胞转化医学》对23项临床研究中的1148例患者的检测结果进行了统计分析。结果表明,骨髓间充质干细胞治疗急性心肌梗死和缺血性心力衰竭的总体结果为阳性,患者整体心功能明显改善,治疗安全。

聚焦未来的三种可能方式

记者了解到干细胞治疗心脏病的潜力不仅吸引了大量研究人员,也触动了一些企业家的神经。相关探索不再局限于基础研究领域,在临床应用领域越来越受到重视。 一个例子是,今年5月,制药巨头阿斯利康(AstraZeneca)宣布与一家瑞典生物公司合作,启动一个针对心脏病的干细胞治疗项目。

“仍然有许多科研人员努力寻找心肌再生的最佳解决方案 ”李茜说,这一次征兵撤退事件中,人们不能低头开枪打死干细胞来治疗心脏病。此外,我们不应该因为窒息而完全否定干细胞在心肌再生中的应用和前景,而应该吸取教训,脚踏实地地做好每一个实验,认真、真实地报道每一个发现。

谈到心肌再生领域未来的研究方向,李茜认为主要有三种可取的方法。 首先,要找到开启内源性心肌细胞自我再生的“钥匙”,以及如何让它们“在需要时”再次分裂和增殖;第二种是干细胞治疗,包括间充质干细胞、由多能干细胞分化的心肌细胞及其衍生的心肌膜、三维组织、外来体等的植入。最后是“体重编程”,即在受损的情况下,将正在成为疤痕组织的成纤维细胞转化为心肌细胞。 未来的科学家需要进一步提高他们的效率、方法和转化应用,并争取安全、简单和快速 ”李茜警告道

事实上,干细胞领域作为发育生物学和细胞生物学的交叉分支,已经发展和继承了半个世纪,并在不断自我纠正中取得了曲折的进展。

“心肌再生是一个亟待解决的难题,值得研究者投入和努力。 “然而,李茜说,科学的道路总是曲折的,不可能一夜之间实现。它需要公众的支持和理解,并给研究人员一个积极和正面的环境去探索科学的真理。

《中国科学报》 (2018-10-30第一版亮点)

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