心脏是维持人体机能正常运转的“发动机”,其重要性不言而喻。但当心梗来袭,不仅会威胁到患者的生命,更会给心脏带来难以磨灭的伤害。几乎每一次的
心梗都会导致大量心肌细胞凋零,久而久之就会引起心衰。而想要避免这一切的发生,就必须对心脏进行“修复”。
再生医学网获悉,近日,来自美国的研究人员利用干细胞衍生出的心肌细胞与导电硅纳米线相结合,改善遭受心肌梗塞的心脏修复。相关研究成果发表在Science Advances期刊上。
新材料改善心脏修复
在这项研究中,所使用到的是含有导电
硅纳米线的心脏类器官。这种类器官由hPSC-CM、人心脏成纤维细胞、内皮细胞和基质细胞自我组装而形成,并与导电硅纳米线一起培养,使得导电硅纳米线与心脏类器官融为一体。
接下来的试验里,研究人员将这些微型心脏组织球体注入受损和濒死的大鼠心脏组织中。与之前没有在hPSC-CM中加入导电硅纳米线的研究相比,含有导电硅纳米线的心脏类器官在大鼠体内实现了双倍的功能恢复,且不会加剧炎症反应。
另外,与不含有导电硅纳米线的
心脏类器官相比,含有导电硅纳米线的心脏类器官也表现出明显较少的细胞凋亡。研究人员猜测,可能是由于含有导电硅纳米线的心脏类器官中的血管网络提供了一种更具心脏保护性的微环境,以支持hPSC-CM的存活。
新成果拯救心肌梗塞
虽然使用心脏类器官进行组织修复并不是什么新鲜事,但一般来说,修复部位的细胞存留率会较低,进而导致功能改善不明显和可扩展性问题。而导电硅纳米线的加入增加了心脏类器官的传导性,使它们能更好地同步,促进细胞间更好的沟通并与现有心脏组织整合在一起。
通过上述动物实验结果,我们不难看出,这种新方法似乎为提高hPSC-CM的治疗潜力提供了一种安全有效的解决方案。不仅克服了传统方法的局限性,还显著改善了心脏功能、定植率和血管形成,可能成为hPSC-CM在治疗心脏损伤方面的常规临床应用。
对此,负责该项研究的工作人员表示,接下来,研究团队将利用更大的样本量开展进一步研究和更长时间的监测,并探究移植的心脏类器官和宿主心肌中的基因表达,以便从机理上了解含有导电硅纳米线的心脏类器官介导的心脏修复如何发挥同化组织。
心梗的危害主要体现在对心肌细胞的杀伤上,众所周知,心肌细胞一旦凋零,几乎无法实现自我修复。而现阶段的医疗技术也无法实现介入式修复受损的心肌细胞。对此,
再生医学网表示,随着该项研究成果的问世,或许能够为解决这一难题提供新的思路与方法。
关键字:硅纳米线,干细胞,心脏修复,心力衰竭,心梗,心脏类器官
反馈