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非脂肪来源的成人干细胞

时间:2022-04-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:迄今为止的研究都证实了干细胞分离和移植的安全可行性。在心肌急性损伤时,间充质干细胞通过旁分泌信号抑制心肌细胞凋亡。在慢性心脏病患者中通过促进新生血管再生,进而促进心肌细胞再生。最近Hare及其同事证实了在亚急性前壁心肌梗死患者应用同种异体间充质干细胞移植的安全有效性。目前大部分实验研究关注于细胞的运动而不是直接的细胞移植。自从人们发现了具有体外增殖能力的成体心脏干细胞,心脏就成为一个潜在的干细胞来源。

(一)成肌细胞

成肌细胞是来源于骨骼肌的一种具有克隆繁殖能力的细胞。它们是最先应用于临床上进行心肌修复的祖细胞。目前认为这些细胞通过在梗死心肌瘢痕区保留或者阻碍重建过程而发挥治疗作用。实际上,Dib及其同事通过追踪细胞移植后的心脏功能证实了这一论点。此方法虽然在治疗早期有明显的效果,但是由于患者中心律失常的发生,而且没有充分证据证明其具有长期的治疗效果,这些都削弱了人们应用该种方法的热情。不过,目前人们正在调整基因和心导管介入的方法,以期改善这一细胞疗法的整体疗效。

(二)骨髓来源的干细胞造血干细胞(Lin-CD34+/-CD45+/-c-kit+

c-kit+造血干细胞自从在2001年被人们发现可以有效再生损伤小鼠心肌以来,就逐渐进入了临床血管医师的视野。目前的证据表明了c-kit+骨髓干细胞心肌移植的临床效果,后者包括减少缺血坏死的心肌面积和改善心肌功能,并且可以通过旁分泌改善心肌的微环境,在急性损伤时为心肌提供细胞保护作用。在急性患者一般应用未分类的骨髓单核细胞(bone marrow mononulcear cells,BMMNC),包括内皮祖细胞、造血干细胞、单核细胞和基质干细胞。目前只有为数不多的几个研究可以在移植前确定细胞的类别,这些研究包括TOPCARE-AMI和REPAIRAMI。研究中,人们应用自体血清收获骨髓干细胞,应用CD34/CD45筛选出造血干细胞谱系细胞。另外,Bartunek及其同事应用CD133分离出有治疗作用的干细胞,但是却发现其治疗作用是以支架狭窄为代价的。总之,近期的元分析显示有80项以上的研究进行了造血干细胞在修复梗死心肌方面作用的评估。尽管大家的报道结果各不相同,但大部分研究都显示心脏的射血分数得到提高、瘢痕面积缩小。迄今为止的研究都证实了干细胞分离和移植的安全可行性。诸如ASTAMI和BOOST的特别研究,前者发现细胞移植在短期内没有效果,而后者发现治疗仅在心肌梗死后发挥作用,所见疗效在长期随访时消失。这些不同临床试验间的矛盾可能源于制备和储存细胞的方法不同。举例来说,BOOST应用未处理的骨髓单核细胞,而REPAIR-AMI应用的是经过筛选的CD34/CD35细胞群体,这就导致了不同的临床效果。大体上说,未分级的和精炼的骨髓单核细胞在治疗急性心肌梗死时疗效尚可,可以提高射血分数(3.6±1.8)%,减小梗死面积(–5.5±3.6)%,左心室收缩末期容积降低(–4.8±3.4)ml。由于目前尚无证据证明血管内细胞移植后的细胞长期成活情况,人们还需要更好地理解临床疗效(有可能是旁分泌作用)的作用机制,以便全面阐述干细胞修复损伤心肌的分子学基础。

(三)间充质干细胞(KDR-CD14-、34-、45-;CD90+、105+、133+、271+

患者的自体间充质干细胞(hMSC)在体内和体外都有明确的心肌转分化倾向,人们推测这一现象可能是干细胞通过旁分泌和细胞修复两种机制发挥作用。在心肌急性损伤时,间充质干细胞通过旁分泌信号抑制心肌细胞凋亡。在慢性心脏病患者中通过促进新生血管再生,进而促进心肌细胞再生。最近Hare及其同事证实了在亚急性前壁心肌梗死患者应用同种异体间充质干细胞移植的安全有效性。经过12个月的随访发现,接受细胞移植的患者与接受安慰剂治疗的对照组人群射血分数的对比是(5.2±1.9)%∶(1.8±1.5)%。由于该类细胞具有免疫豁免性,并且其体外扩增制备易于操作,所以它们在自体和异体移植中的应用将越来越受到人们的关注。

(四)内皮祖细胞(CD45-CD31-CD34+CD144-KDR+

内皮祖细胞(endothelial progenitors,EPC)具有克隆增殖能力,可以在体外形成血管网结构,并通过参与新生血管形成进行组织修复。研究者在2001年首次报道了内皮祖细胞在梗死心肌内的运动迁移。促使骨髓大批量释放细胞的分子信号包括红细胞生成素(erythropoietin,EPO)、血管内皮生长因子(VEGF)、粒细胞集落刺激因子(granulocyte colony stimulating factor,GCSF)和基质细胞源性因子-1。迄今为止,有关内皮祖细胞在心肌梗死中的作用研究很少,其中研究最多的是 TOPCARE-AMI的循环祖细胞(circulating progenitor cell,CPC,KDR+/CD31+/CD105+)部分分支。人们已经发现将骨髓单核细胞和内皮祖细胞联合应用时,具有明显的临床疗效。目前大部分实验研究关注于细胞的运动而不是直接的细胞移植。HEBE-Ⅲ临床试验记录了冠状动脉再灌注后应用红细胞生成素的安全性,但是尚未发现其发挥疗效的证据。粒细胞集落刺激因子在再灌注中也未见发挥疗效。内皮祖细胞移植可能有助于难治性心绞痛患者的新生血管形成,但是对心肌梗死并无效果。这一低效的原因可能归因于已经上调的内源性反应将骨髓的库存消耗殆尽以及外源性诱导不足,或者归因于患者病理状态的不同。

(五)心肌固有的干细胞

自从人们发现了具有体外增殖能力的成体心脏干细胞,心脏就成为一个潜在的干细胞来源。目前研究发现,体外试验中的Sca-1(成年老鼠)和c-Kit(人类)阳性心肌干细胞具有向心肌细胞转分化的能力,而仅在胚胎和新生儿的心脏中发现的Islet-1(Isl-1)阳性细胞在体外也具有心肌再生能力。c-kit+细胞群,可以从患者的心脏轻易获得,它们具有体外克隆增殖能力、明显的心肌导向归巢能力以及在临床前期疾病模型上的修复潜力,以上特点使之成为最有潜力的治疗细胞。目前有两个大型临床试验(CADUCEUS和SCIPO)正在评估该群细胞的临床治疗作用。

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