心脏,是维持人类机能运作的“发动机”,其重要性不言而喻。但心脏也承受着许多疾病的折磨,从心力衰竭到房颤,常常会令患者痛不欲生。但目前,临床医学针对上述心脏疾病的治疗均效果欠佳,究其根本原因,还是在于相关医药研发因心肌细胞无法增殖而受限。
再生医学网获悉,近日,来自荷兰莱顿大学医学中心的研究人员成功地大规模培养人类心肌细胞。这是一项非凡的成就,因为在体外进行心肌细胞增殖是非常困难的。通过使用一种特殊的技术,他们构建出一个取之不尽的人类心肌细胞来源,为心脏疾病的研究提供了许多新的机会。相关研究结果于2022年1月6日在线发表在Nature Biomedical Engineering期刊上,论文标题为“Conditional immortalization of human atrial myocytes for the generation of in vitro models of atrial fibrillation”。
论文通讯作者、莱顿大学医学中心的Antoine A.F.de Vries博士和他的同事们研究了心脏疾病---房颤。他们使用的工具之一是实验室动物。de Vries说,“这有很多缺点。使用实验动物是有社会成本的,动物护理是昂贵的,而且动物的心肌细胞在许多方面的表现与人类心肌细胞不同。”因此,他们更愿意使用人类心肌细胞,但由于这些细胞在体内几乎没有增殖,更不用说在实验室里,他们根本无法获得足够的心肌细胞用于研究。
神奇的细胞开关
通过使用一种将一个癌基因插入心肌细胞的DNA中的方法,这些作者希望这些细胞会强烈地增殖。这样做效果非常好,只是这些细胞失去了它们的特定属性,如收缩能力,这意味着它们不再是真正的心肌细胞。de Vries说,“我想:如果我们能再次关闭这个癌基因会怎样?”这就是所发生的事情。用这种可以“开启”和“关闭”这个癌基因方法进行的首次实验取得了巨大成功。
de Vries说,“通过向这些心肌细胞添加一种物质,这个癌基因变得‘活跃’。然后,它们就会失去其特性,并开始快速分裂。通过去除这种物质,这个癌基因被关闭,它们再次成为能够跳动的心肌细胞。”这为人类心肌细胞提供了一个几乎取之不尽的来源。
动物实验历史或将终结
这一发现将使人们能够更好地研究治疗心脏疾病的潜在新药,因为它们如今实际上可以在真正的人类心肌细胞上进行测试。这可以为减少动物实验做出重要贡献。出于这个原因,这项研究得到了荷兰动物实验替代协会的资助。
更深入了解心脏疾病
这项新技术还使人们能够非常精确地发现哪些基因负责心肌细胞的具体特征和这些细胞的增殖。这将使人们在未来能够更好地了解心肌细胞如何发挥作用,以及房颤等心脏疾病如何产生。这些知识也可用于开发修复受损心脏的新方法,相信将有助于临床医学的进步。
在过去,科学家们主要是通过动物实验来开发新的疗法和药物,但动物和人类始终存在差别,这就使得相关疗法和药物的研发结果往往不尽人意。对此,
再生医学网表示,从这一角度来看,该项研究成果的问世具有十分重要的意义,它势必将改写目前药品研发过度依赖动物实验的局面,从而将大大提高药物研发的有效数据。