据英国《每日电讯报》报道,美国研究人员发现了一种将小鼠心脏内的成纤维细胞直接转化为心肌细胞的新方法。该方法一旦在人体试验中成功,再生的心肌组织将可用于修复因自然衰老和心脏病发作导致的损伤,同时避免干细胞疗法的安全隐患。该研究发表在《细胞》杂志上。
现有方法对心脏损伤的治疗效果不理想,主要问题在于心脏病发作后,心肌细胞死亡,无法重新激活心肌细胞和周围的结缔组织——成纤维细胞。成纤维细胞在组织修复中起重要作用,但无法直接转化为心肌细胞。
许多科学家尝试使用患者自身干细胞修复受损心脏,但干细胞疗法存在形成肿瘤等风险。美国加州大学格拉德斯通心血管疾病研究所的迪帕克·斯里瓦斯塔瓦团队则通过对成纤维细胞进行重编程,直接转化为心肌细胞,避免了干细胞疗法的安全隐患。
研究人员最初使用了14种对心脏发育至关重要的遗传因子,发现其中3个因子——GATA4、Mef2c和Tbx5——组合后足以将成纤维细胞转化为心肌样细胞。他们将这3种转录因子装入支架并放置在冠状动脉中,在一两周内,转录因子对成纤维细胞进行重编程,使其变为心肌样细胞。
小鼠实验表明,引入转录因子后仅一天,超过20%的成纤维细胞转化为心肌细胞。心脏中一半的细胞是成纤维细胞,因此该方法对心脏再生医学具有重要意义。研究人员计划在5年内开展人体临床试验。
此外,美国斯坦福大学的研究人员通过抑制Rb和ARF基因,使小鼠心脏肌肉细胞重新分裂生长,为组织再生提供了另一种思路。日本庆应大学的研究人员也在纤维原细胞中植入3种基因成功培育出心肌细胞,认为该方法比诱导多能干细胞更安全简捷。
这些研究标志着组织再生技术的重大进展,未来可能无需干细胞或移植器官即可修复受损心脏。然而,这些细胞是否真正有助于修复受损心脏仍需进一步验证。研究人员希望找到替代三基因混合物的小分子,直接应用于受损心脏,实现更有效的修复。