據美國CDC數據顯示，在美國每隔43秒就會有人心臟病發作；如今，人群中心肌梗死和心力衰竭的高發病率和臨床療效的有限性催生著人們對干細胞療法的厚望，目前全球已有數千名患者接受了成體干細胞的治療。日前，來自日本的科學家使用一只獼猴干細胞培育出的心肌細胞成功修復了其它五只猴子的破損心臟，這一研究突破就表明未來科學家或許能夠借助捐贈的干細胞讓心臟病患者的器官得以再生，而且這種方法還能夠明顯減少個體干細胞治療所浪費的時間和費用。

那么干細胞療法治療心臟病是否可行？如今科學家利用干細胞治療心臟病的進展如何？本文中小編對此進行了盤點，與各位一起學習！

【1】Nature：利用實驗室培養的干細胞再生猴子心臟

doi：10.1038/nature19815

在一項新的研究中，日本研究人員在實現器官再生中取得重要進展：利用猴子皮膚細胞產生的干細胞讓5只患病的獼猴受損的心臟再生。相關研究結果于2016年10月10日在線發表在Nature期刊上，論文標題為“Allogeneic transplantation of ips cell-derived cardiomyocytes regenerates primate hearts”。

這一實驗有助實現提供一種巨大的無爭議的再生細胞來源以便將這些細胞移植到心臟病患者體內來治療這些患者的目標。

這將會緩解從胚胎中或者從移植受者本身收集干細胞的需求。

日本研究人員在這項研究中所使用的干細胞是所謂的誘導性多能干細胞（iPSCs）。ipsCs經誘導后產生被稱作心肌細胞的心臟細胞。

ipsCs是通過促進成熟的已特化的人細胞（如皮膚細胞）返回到一種中性的幼年狀態，在此狀態下，它們能夠產生任何其他類型的人細胞。

【2】Biomaterials：新技術攻克心臟干細胞療法的一大困難

doi：10.1016/j.biomaterials.2014.06.031

干細胞治療是一種很有前途的手段，用于修復由心臟病發作導致的心臟組織損壞。然而，心臟干細胞療法目前還存在著一大技術障礙。

當進行細胞移植后，細胞保留永遠是有問題的，特別是對于心臟修復來說是特別困難的，因為心臟泵可以將移植細胞“沖洗”出器官，那么移植的細胞要么消失，要么會在其他器官中死亡。

研究人員一直試圖解決保留心臟干細胞的問題，讓這些細胞在它們應該呆的地方，呆足夠長的時間，并讓它們“安頓”下來，開始工作。在2010年，研究表明，將鐵納米顆粒附加在心臟干細胞上，并使用磁場，有可能將這些移植細胞保持在應該呆的地方。

【3】Nature子刊：重磅！科學家研發出人工合成干細胞治療心臟病

DOI：10.1038/NCOMMS13724

近日，一項刊登于國際期刊Nature Communications雜志上的研究報告中，來自北卡羅來納州立大學、北卡羅來納大學教堂山分校、和鄭州大學第一附屬醫院的研究人員通過研究開發了一種新型人工合成干細胞（synthetic stem cells）用于治療心肌梗死。人工合成干細胞可明顯規避天然干細胞移植所誘發的可能有害風險。 此外，人工合成干細胞可耐受快速凍融，這一特性和理念可廣泛應用于其他類型的干細胞。

多項研究表明，干細胞治療主要通過旁分泌機制（釋放蛋白質和核酸等）修復損傷組織。雖然干細胞治療的有效性已得到廣泛證實，但是其療法仍具有一定的潛在風險，例如誘導宿主腫瘤形成和免疫排斥反應。另外，干細胞自身具有易碎性、難保存性、和操作的復雜性等缺點。

任職于北卡羅來納州立大學和北卡羅來納大學教堂山分校的本文通訊作者程柯Ke Cheng教授，一直致力于心臟干細胞的研究。這次，Cheng教授位于北卡的實驗室和鄭州大學第一附屬醫院的張金盈教授合作，研發出具備心臟干細胞分泌因子和細胞膜的人工合成干細胞，并命名為細胞模擬微粒（Cell-mimicking microparticle， CMMP）。

Cheng說，“我們的設計思路是從天然心臟干細胞中提取分泌因子，再和生物可降解微粒融合形成顆粒，最后包被心臟干細胞的細胞膜。我們稱這種能模擬細胞治療功能的微球為細胞模擬微粒CMMP。”

【4】Circulation Res：心臟干細胞療法作用機制仍是個謎

doi：10.1161/CIRCRESAHA.115.307647

在眾多的臨床試驗中，科學家們將不同類型的祖細胞（progenitor cell）注射到病人體內有助治療受損的心臟。在某些情況下，病人的確具有更好的心臟功能，但是究竟是如何導致的？科學們家之間對這個問題一直存在分歧。根據一項新的針對大鼠的研究中，研究人員發現注射入體內的祖細胞本身并不是通過增殖產生新的心肌細胞而導致心臟功能改善。相關研究結果于2016年2月2日在線發表在Circulation Research期刊上，論文標題為“Long-Term Outcome of Administration of c-kitPOS Cardiac Progenitor Cells After Acute Myocardial Infarction： Transplanted Cells Do Not Become Cardiomyocytes， but Structural and Functional Improvement and Proliferation of Endogenous Cells Persist for At Least One Year”。

“這些細胞并不會變成成體心肌細胞”，論文共同作者、美國路易斯維爾大學醫學院心臟細胞療法研究員Roberto Bolli說，“因此，其中的機制顯然是一種旁分泌作用，即這些細胞釋放某種讓心臟變得更好的‘物質’。最重要的問題是‘這種物質是什么？’”

Bolli團隊研究人員研究了所謂的c-kit +細胞的命運，其中c-kit +細胞是從心臟中收集的祖細胞，之所以被稱作這種名字，是因為這些細胞存在一種特定的激酶。c-kit +細胞在制造心肌中的作用一直是科學家們之間長期爭論的來源：一些研究發現沒有證據證實它們在體內產生新的心肌細胞，而其他的研究得出的結論是，如果條件合適的話，它們確實能夠制造心肌。

【5】Lancet：世界首次利用干細胞治療再生出健康心肌

doi：10.1016/S0140-6736(12)60195-0

來自Cedars-Sinai心臟研究所的臨床試驗結果表明，給病人注入他們自己的心臟來源細胞有助于受損心臟再生出健康心肌。

心臟病發作會在心肌留下疤痕。對接受實驗性干細胞治療的病人而言，這種疤痕大小顯著地減少，而且健康心肌發生相當大的增加。

在接受干細胞治療一年后，接受細胞治療的病人心臟中疤痕大小減少24%到12%不等(平均下降率約50%)。而沒接受干細胞治療的對照組病人心臟中疤痕大小沒有減小。該研究的最初目標是證實其安全性，也想尋找關于這種治療方法可能溶解疤痕與再生受損心肌的證據。盡管心臟病病人細胞治療試驗已有十年時間，但是之前一直沒有取得這么好的結果。過去，我們能做的所有事情就是通過迅速打開被阻塞的動脈來最小化心臟損傷。現在，此研究表明存在一種再生治療法，這種療法確實可能逆轉心臟病發作引起的損傷。

【6】Nat Biomed Eng：突破！科學家利用干細胞成功再生出心臟外層結構

新聞閱讀：Researchers use stem cells to regenerate the external layer of a human heart

近日，刊登在國際雜志Nature Biomedical Engineering上的一項研究報告（doi：10.1038/s41551-016-0003）中，來自美國賓夕法尼亞州立大學的研究人員通過研究利用干細胞成功再生出了人類心臟的心外膜細胞；研究者表示，早在2012年，我們就發現如果能夠利用化學物質處理人類干細胞，使其連續激活干細胞并且抑制Wnt信號通路，就會促進干細胞轉變成為心肌細胞，心肌作為心臟三層結構中的中間一層結構，其非常厚實，能夠通過收縮向機體各部供血。

Wnt信號通路是由蛋白質組成的一種特殊的信號轉導途徑，其能夠利用細胞表面受體將信號傳入細胞內部。Xiaojun Lance Lian教授表示，我們需要為心臟祖細胞（cardiac progenitor cells）提供額外的信息使其轉化成為心外膜細胞，但在這項研究之前，我們并不清楚這種特殊的信息是什么，如今通過研究發現，如果能夠再次激活細胞中的Wnt信號通路，我們就能夠重新驅動心臟祖細胞轉變成為心外膜細胞，而不是心肌細胞。

這項研究或許能夠幫助研究人員對機體整個心臟壁進行再生，通過形態學的評估和功能性的分析，研究者發現，制造出的心外膜細胞同人類機體中和實驗室生長的心外膜細胞非常相似。那么最為關鍵的一點就是如何將心臟祖細胞轉變成為心臟的心內膜細胞（心臟內層細胞），目前研究人員正在努力對該問題進行攻克。

【7】SCTM：新型干細胞可治療心力衰竭

doi： 10.5966/sctm.2015-0070

近日，一種新的研究方法可傳遞干細胞到受損心肌細胞從而治療嚴重的心臟衰竭，本文于7月27日發表在《干細胞轉化醫學》雜志上。

Amit Patel醫學博士，他是鹽湖城猶他大學心血管再生醫學主任，他和他的同事們招募了60名嚴重的心力衰竭患者。他們隨機分配48名患者到常規護理干細胞療法組，另外12名患者只用標準療法治療。

研究人員指出，干細胞療法非常安全，治療本身沒有副作用。一年之后，病人的射血分數有了適度改善。目前還不清楚這些改善是否可能有意義，Patel補充說，更大的臨床試驗正在進行中用來觀察這種方法是否可以作為重度心衰的適用方法。

【8】PLoS Comput Biol：計算機模擬間充質干細胞療法 將心臟病治療風險降至最低

doi：10.1371/journal.pcbi.1005014

最近科學家們使用數學計算模型模擬了人類間充質干細胞到達心臟損傷部位的過程，發現只用一個特定亞群的干細胞就能最大限度地減少間充質干細胞療法帶來的相關風險。相關研究結果發表在國際學術期刊Plos Computational Biology上，該研究代表了心肌損傷修復和再生策略的新發展，能夠提高干細胞療法在心臟病患者中的應用安全性。

心肌梗死——也即心臟病發作——在美國平均每43秒就會發生。這一情況大大激勵了科學家們對心肌損傷修復和再生治療新方法的開發，其中包括人類間充質干細胞治療。但是在臨床試驗中間充質干細胞療法的作用常常比較微弱且短暫，這表明我們對于間充質干細胞如何影響心臟功能的機制仍了解有限。

美國西奈山伊坎醫學院的Joshua Mayourian等人使用數學計算模型模擬了這些干細胞與心臟細胞之間的電相互作用，深入了解了其中可能存在的有害影響，同時提出了降低間充質干細胞治療中一些潛在風險的可能方法。

【9】Cell Stem Cell：科學家將成纖維細胞成功重編程形成心臟祖細胞

doi：10.1016/j.stem.2015.12.001

通過遺產性地重編程哺乳動物機體中常見類型的細胞，來自威斯康星大學的研究人員成功地制造出了主要的心臟細胞，即用于形成發育心臟的原始祖細胞，相關研究刊登于國際雜志Cell Stem Cell上。文章中研究者報道了他們可以將小鼠的成纖維細胞成功編程產生誘導的心臟祖細胞（cardiac progenitor cells），他們所利用的技術可以有效控制并且制造心臟中的三種主要的心臟細胞，如果其可以在人類細胞中復現，那么有一天或許就可以幫助治療多種心臟疾病。

利用5種基因研究人員就可以將成纖維細胞推回至發育階段，進而轉變成為制造心肌細胞、平滑肌細胞和內皮細胞的心臟祖細胞，這種誘導性的心臟祖細胞可以制造數億萬個關鍵的心臟細胞，從而提供豐富的原料來供研究者們在培養皿中對心臟細胞進行研究，進而進行多種化合物的安全性及有效性的測試。

研究人員Kamp說道，因為重編程的細胞處于高度活躍的分裂之中，因此我們可以相對容易地制造出數億個細胞；本文研究就好像是逆向工程的練習一樣，首先觀察在小鼠胚胎心臟發育過程中的關鍵遺傳因子，隨后利用這些遺傳因子來誘導成纖維細胞退回至心臟發育的路徑；而工程化的心臟祖細胞的優勢在于其并不像所有通用的多能干細胞一樣，來源于成纖維細胞的誘導性祖細胞對于心臟細胞系是專一的。

【10】Cell Stem Cell：利用干細胞制造出的心肌細胞有助精準心血管醫療取得進展

doi：10.1016/j.stem.2016.07.006

在一項新的研究中，來自美國斯坦福大學醫學院的研究人員發現利用人誘導性多能干細胞（iPS細胞）制造的心肌細胞忠實地反映供者天然的心臟組織中關鍵基因的表達模式。因此，這些細胞能夠被用來預測病人是否可能經歷藥物相關的心臟損傷。相關研究結果于2016年8月18日在線發表在Cell Stem Cell期刊上，論文標題為“Transcriptome Profiling of Patient-Specific Human ipsC-Cardiomyocytes Predicts Individual Drug Safety and Efficacy Responses In Vitro”。

這一發現驗證了利用這樣的細胞測試某些藥物的潛在心臟毒性和設計用于治療心肌病等疾病的新療法。研究人員認為，在病人接受治療之前，精確地找出哪些人可能遭受心臟損傷可能改善很多藥物的安全記錄。

論文通信作者、斯坦福大學醫學院斯坦福心血管研究所主任、心血管醫學教授和放射學教授Joseph Wu博士說，“在臨床試驗中，30%的藥物最終因安全性而被撤回。這項研究證實這些細胞起著一種功能性讀出器的作用：預測病人的心臟如何可能對特定的藥物治療作出反應和鑒定出哪些人應當避免某些療法。”