胞外體,干細(xì)胞修復(fù)心臟的秘方
日期:2014-05-08 09:10:50
科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),心臟干細(xì)胞的修復(fù)能力來自于它們分泌的一種小泡——胞外體,這種小泡攜帶著刺激心臟組織再生的指令。
此前,Cedars-Sinai心臟研究所的科學(xué)家們曾利用患者自身的心臟干細(xì)胞治療心臟病發(fā)作,結(jié)果顯示干細(xì)胞療法成功減少了瘢痕的形成,促進了健康組織的再生。現(xiàn)在這一研究團隊找到了這些干細(xì)胞中的有效成分,并將這一成果發(fā)表在五月六日的Stem Cell Reports雜志上。
胞外體(Exosome)是由膜包裹著的小泡,參與了細(xì)胞間的通訊。研究人員通過一系列體外實驗和動物實驗發(fā)現(xiàn),心臟干細(xì)胞分泌的胞外體攜帶著重要的信息,可以減少細(xì)胞死亡,促進心肌細(xì)胞生長,幫助健康血管的形成。
“胞外體發(fā)現(xiàn)于上世紀(jì)八十年代中期,但我們直到最近才意識到胞外體在醫(yī)療領(lǐng)域的價值。我們發(fā)現(xiàn),胞外體及其運載的物質(zhì)在干細(xì)胞再生心臟的過程中至關(guān)重要。我們相信,這種‘活性成分’將取代干細(xì)胞成為更好的治療方式,”文章的資深作者Cedars-Sinai心臟研究所的Eduardo Marbán博士說,他是心臟干細(xì)胞治療的一位先驅(qū)。
“胞外體治療的理念很吸引人,因為這種治療不需要進行活細(xì)胞移植,”他說。“在移植之前,干細(xì)胞必須妥善保存以保持它們的活性和功能,而且細(xì)胞移植本身也存在著一些風(fēng)險。而胞外體治療更為簡單安全,相應(yīng)的治療產(chǎn)品可以保存更長時間。”
在這項研究中,研究人員分離了人類心臟干細(xì)胞分泌的胞外體,并發(fā)現(xiàn)這些胞外體能夠起到與干細(xì)胞相同的效果。在心臟病發(fā)作后的小鼠中,胞外體一樣能減小瘢痕,增加健康的心臟組織,降低促炎癥的化合物水平。人們一般認(rèn)為心臟瘢痕完全形成以后就是“不可逆的”, 但研究人員發(fā)現(xiàn),這時注射胞外體也能有所助益。
胞外體攜帶者microRNA,這些microRNA允許細(xì)胞進行交流,并可以改變細(xì)胞行為。研究顯示,心臟干細(xì)胞的胞外體含有特別多的miR-146a,而miR-146a類似物可以起到一定的再生作用。
“胞外體本來就能滲入細(xì)胞,它還能保護其內(nèi)容物不被降解,”Marbán說。“注射源自于心臟干細(xì)胞的胞外體,將有望替代活細(xì)胞移植法,這一點相當(dāng)吸引人。”
2009年,Marbán及其團隊首次用心臟病患者的心臟組織培育出心臟干細(xì)胞,并將它們重新注入患者體內(nèi)。2012年,他們報告了這種治療法的臨床試驗結(jié)果,數(shù)據(jù)顯示干細(xì)胞治療顯著減少了心臟病發(fā)作引起的瘢痕。
此外他們還發(fā)表過一項動物研究,指出心臟干細(xì)胞的治療作用是間接的。干細(xì)胞本身進入心臟后不久就會死亡,但它們能夠引起持久的效果,刺激心臟組織快速生長,誘導(dǎo)心臟原有的干細(xì)胞成熟為功能性的心臟細(xì)胞。
而這項新研究揭示了上述現(xiàn)象背后的分子機制,干細(xì)胞分泌的胞外體才是促進心臟修復(fù)的主力軍。