一种利用干细胞衍生的心肌细胞改善心脏病发作修复的简单方法

阿拉巴马州伯明翰 - 心脏病发作导致部分肌肉壁死亡后，心脏无法再生肌肉组织。死亡的组织会使周围的肌肉紧张，导致致命的心脏扩大。

生物医学工程师认为，通过使用多能干细胞在体外培养心肌细胞，然后注射这些肌细胞或在死亡心脏组织部位或附近添加由这些细胞制成的贴片，他们可以帮助失败的心脏。使用这种方法的实验和临床试验证据显示心脏左心室的泵送能力适度改善。

然而，递送的细胞使心脏再血管化并改善心脏功能的能力取决于这些细胞的质量。一个挑战是移植细胞的移植率低。

阿拉巴马大学伯明翰分校的研究人员现在报告了一种提高传递细胞质量的简单方法，他们发现这种方法 - 在小鼠心脏病发作模型中测试 - 使注射干细胞来源的心肌细胞的移植速率加倍。在Circulation杂志的一封研究信中，联合资深作者Ramaswamy Kannappan博士和Jianyi“Jay”Zhang博士表示，他们采用强有力的方法从中选择功能完整的DNA细胞。在临床环境中可以容易地采用异质群体以产生能够更好地重新填充缺血心肌并改善衰竭心脏的性能的细胞。

Zhang是UAB生物医学工程系主任，UAB医学院和工程学院的联合系，并担任T. Michael和Gillian Goodrich Endowed工程领导主席。Kannappan是UAB生物医学工程系的助理教授。

心脏细胞移植需要数百万个干细胞或其分化衍生物。在加速生长条件下细胞繁殖是获得这些大量细胞的常用方法;但加速增长会导致文化压力，包括致命的DNA损伤。这些DNA损伤的细胞不适合细胞移植，必须从细胞制剂中除去。

研究人员发现，他们可以激活诱导多能干细胞中的转录因子p53，选择性地诱导程序性细胞死亡或细胞凋亡，特别是在受DNA损伤的细胞中，同时保留DNA无损伤细胞。他们使用MDM2抑制剂Nutlin-3a来激活p53。在Nutlin-3a处理后，从培养物中洗去死细胞，并且正常培养剩余的无DNA损伤细胞并分化成心肌细胞。

然后，他们将90万个衍生的心肌细胞注射到小鼠心脏病发作模型左心室的边界区域。四周后，研究人员发现接受无DNA损伤的心肌细胞的心脏中植入率显着提高，约为14%。对照衍生的心肌细胞的植入约为7%。

“据我们所知，”Kannappan和Zhang说，“这是第一项研究表明，在诱导多能干细胞培养中，p53激活可以选择DNA无损伤诱导多能干细胞，并且DNA无损伤心肌细胞已经增强心脏移植潜力。“

其他人先前的研究表明DNA损伤的衰老细胞不会发生细胞死亡。相反，它们保留在组织内，具有改变的功能，可以改变组织微环境并促进其他细胞的衰老表型。这可能是DNA无损伤衍生的心肌细胞植入优势的一种解释。