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心脏病干细胞治疗:低氧预处理可提高干细胞存活率

2015-04-1339健康网赖敏
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核心提示:由于干细胞移植对心肌梗死后心功能的改善不甚理想,干细胞治疗遭遇了瓶颈。如何才能进一步提高干细胞在损伤局部的存活,并提高移植疗效呢?浙江大学医学院附属第二医院院长王建安带领的团队通过小鼠、猴子以及临床试验证明,低氧预处理可提高干细胞的存活率。

  自2002年起,多项研究证实,骨髓干细胞治疗是心肌梗死后改善心功能、延缓左室重构和减少瘢痕组织新的治疗手段。但由于干细胞移植对心肌梗死后心功能的改善不甚理想,干细胞治疗遭遇了瓶颈。如何才能进一步提高干细胞在损伤局部的存活,并提高移植疗效呢?浙江大学医学院附属第二医院院长王建安带领的团队通过小鼠、猴子以及临床试验证明,低氧预处理可提高干细胞的存活率。

胡新央

胡新央代表王建安团队作研究报告

  2002年,骨髓间充质干细胞治疗原发性扩张性心肌病的随机对照研究发现,术后6个月MSCs移植可降低血浆BNP水平,延长6分钟步行路程,在一定程度上增加患者运动耐量,而且无明显的致心律失常、栓塞和免疫炎症反应。

  而同年4月国内首批开展骨髓间充质干细胞治疗心肌梗死的随机对照研究发现,术后6月细胞移植组的左室射血分数提高8%,左室舒张末容积缩小,6分钟步行试验路程延长,具有显著性差异,提示MSCs移植有助于延缓心室重塑、改善心功能,而且未发现心律失常、栓塞等副作用。

  这就证明了,骨髓干细胞治疗是心肌梗死(MI)后改善心功能、延缓左室重构和减少瘢痕组织新的治疗手段。但近期的一些随机对照研究及meta分析结果并未观察到一致的心功能改善。临床试验和动物实验均表明,干细胞移植对心肌梗死后心功能的改善不甚理想,主要原因是大部分移植细胞无法在移植局部存活。干细胞治疗遭遇了一个难点,如何才能进一步提高干细胞在损伤局部的存活,并提高移植疗效呢?

  王建安团队做了一个新的探索方向:低氧预处理!由于人体骨髓为低氧环境,王建安团队认为干细胞移植前做低氧处理,有可能提高干细胞的存活率。然而,何种低氧程度才适合呢?

  经过研究,王建安团队认为最佳低氧预处理的方案是:在0.5%氧浓度下培养24小时。对骨髓间充质干细胞(MSC)进行低氧预处理,不会增加MSC死亡率,却可通过上调MSC诸多生长因子表达,激活细胞内的一些保护机制,使MSC在病理条件下有更强的存活能力,提高细胞抗凋亡能力。

  王建安团队首先在小鼠身上做试验,成功后在猴子中做试验,也得到同样的结果。在心肌梗死动物模型中,移植MSC后的24小时内,近90%正常培养的MSC死亡,而低氧预处理后的MSC只有70%左右死亡。移植后6周免疫组化染色等检测显示,低氧预处理后的MSC比正常培养的MSC有更强的促新生血管形成能力。此外,与正常培养的MSC移植组相比,低氧预处理后的MSC移植组其心梗面积明显减少,心功能恢复明显较好。

  小鼠、猴子研究成功后,王建安团队在人体临床试验中也证实,冠脉内注射低氧预处理骨髓干细胞治疗急性心肌梗死,是安全可行的。低氧预处理可提高干细胞的存活和旁分泌功能,促进新生血管形成,从而进一步促进组织修复和功能恢复,提高干细胞移植效果,且无致肿瘤形成风险。因此,低氧预处理给临床干细胞移植开辟了新的空间。

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