最新的日本一项研究表明，源自人类诱导多能干细胞的心脏球体可以很容易地运输和注射到心脏的受损区域，以促进其再生和功能恢复。

图片来源：信州大学 Hideki Kobayashi

再生心脏疗法包括将心肌细胞移植到心脏受损区域以恢复失去的功能。然而，据报道，该手术后发生心律失常的风险很高。

新研究涉及将从人类干细胞培养的“心脏球体”直接注射到受损的心室中。在灵长类动物模型中观察到的非常积极的结果凸显了这一策略的潜力。

心血管疾病仍然是全球死亡的主要原因之一，在发达国家尤为普遍。心肌梗塞，俗称“心脏病发作”，呈上升趋势，每年导致大量死亡。

心脏病发作通常会杀死数百万个心肌细胞，使心脏处于虚弱状态。由于哺乳动物不能自行再生心肌细胞，因此心脏移植是目前心力衰竭的患者唯一临床可行的选择。鉴于全心脏移植费用昂贵且难以获得供体，替代疗法受到医学界的高度关注也就不足为奇了。

一种有前途的策略一直在稳步获得关注，那就是使用人类诱导的多能干细胞（HiPSC）进行再生心脏治疗。

来自信州大学和庆应义塾大学医学院的日本研究小组开展了一种再生心脏治疗的新策略，该策略涉及将源自HiPSC的“心脏球体”注射到患有心肌梗塞的猴子体内。

这项研究于2024年4月26日发表在《循环》杂志上，由信州大学再生科学与医学系的 Yuji Shiba 教授领导。

在他们的新方法中，研究人员在培养基中培养HiPSC，导致它们分化为心肌细胞。在仔细地从培养物中提取和纯化心脏球体（心脏细胞的三维簇）后，他们注射了大约6×10^7个细胞进入食蟹猕猴（Macaca fascicularis）受损的心脏。

他们持续监测十二周动物的状况，定期测量心脏功能。在此之后，他们在组织水平上分析了猴子的心脏，以评估心脏球体是否可以再生受损的心肌。

首先，该团队验证了HiPSCs在心肌细胞中的正确重编程。他们通过细胞水平的电测量观察到，培养的细胞表现出典型的心室细胞的电位模式。这些细胞也对各种已知药物产生了预期的反应。

最重要的是，他们发现这些细胞大量表达粘附蛋白，如连接蛋白43和N-钙粘蛋白，这将促进它们的血管整合到现有的心脏中。

之后，这些细胞从庆应义塾大学的实验室运送到230公里外的信州大学。心脏球体保存在4°C下，经历四个小时的旅程。这意味着在将细胞运送到诊所时不需要极端的低温措施，这将使未来临床程序更便宜且更容易采用。

最后，猴子接受心脏球体或安慰剂直接注射到受损的心室中。在观察期间，研究人员注意到心律失常非常罕见，在治疗组的前两周内，只有两个试验对象经历了短暂的心动过速（快速脉搏）。

通过超声心动图和计算机断层扫描检查，研究小组证实，与对照组相比，接受治疗的猴子的心脏在四周后左心室射血更好，表明其血液泵送能力更强。

组织学分析最终显示，心脏移植物已经成熟，并且与预先存在的现有组织正确连接，巩固了先前观察的结果。

研究者认为：“HiPSC衍生的心脏球体有望成为心脏再生心肌细胞产品的最佳形式，因为它们的直接生成性和有效性。我们相信，这项研究的结果将有助于解决细胞移植后发生的室性心律失常这一重大问题，从而大大加速心脏再生治疗的实现。”

虽然在猴子身上进行了测试，但值得注意的是，本研究中使用的心脏球状体生产方案是为人类的临床应用而设计的。

“迄今为止获得的有利结果足以为我们的临床试验（称为LAPiS试验）开绿灯。我们已经在缺血性心肌病患者身上使用了相同的心脏球体。“Yuji Shiba 教授说。

参考文献：Regeneration of non-human primate hearts with human induced pluripotent stem cell-derived cardiac spheroids