Nat Bio Eng：突破！科学家利用干细胞成功再生出心脏外层结构

2017年1月12日 讯 --近日，刊登在国际杂志Nature Biomedical Engineering上的一项研究报告中，来自美国宾夕法尼亚州立大学的研究人员通过研究利用干细胞成功再生出了人类心脏的心外膜细胞；研究者表示，早在2012年，我们就发现如果能够利用化学物质处理人类干细胞，使其连续激活干细胞并且抑制Wnt信号通路，就会促进干细胞转变成为心肌细胞，心肌作为心脏三层结构中的中间一层结构，其非常厚实，能够通过收缩向机体各部供血。
Wnt信号通路是由蛋白质组成的一种特殊的信号转导途径，其能够利用细胞表面受体将信号传入细胞内部。Xiaojun Lance Lian教授表示，我们需要为心脏祖细胞（cardiac progenitor cells）提供额外的信息使其转化成为心外膜细胞，但在这项研究之前，我们并不清楚这种特殊的信息是什么，如今通过研究发现，如果能够再次激活细胞中的Wnt信号通路，我们就能够重新驱动心脏祖细胞转变成为心外膜细胞，而不是心肌细胞。
这项研究或许能够帮助研究人员对机体整个心脏壁进行再生，通过形态学的评估和功能性的分析，研究者发现，制造出的心外膜细胞同人类机体中和实验室生长的心外膜细胞非常相似。那么为关键的一点就是如何将心脏祖细胞转变成为心脏的心内膜细胞（心脏内层细胞），目前研究人员正在努力对该问题进行攻克。
研究者制造心外膜细胞的方法或许能够被用于多种临床应用中来治疗患心脏病的患者，据美国CDC数据显示，在美国每隔43秒就会有人心脏病发作。心脏病的发作取决于血管的堵塞，这种堵塞能够阻断营养物质和氧气到达心肌，终引发心肌细胞死亡，而且这些心肌细胞并不能够再生，这样一来就会对心脏造成性的损伤，并引发其它一系列问题，而本文中研究人员所开发的心外膜细胞或许就能移植到心脏发作患者机体中来修复其心脏的损伤。
本文研究中，研究者通过对人类干细胞进行工程化操作使其成为报道细胞，这就意味着仅当这些细胞表达荧光蛋白时才会转变成为心外膜细胞；研究人员利用不同的细胞信号分子来处理细胞，结果发现，当利用Wnt信号激活子处理细胞时，这些细胞就会发荧光。除了能够产生心外膜细胞外，当研究人员利用转化生长因子β抑制剂处理细胞时，就能够保持这些细胞在实验室中进行增殖。
研究者Lian说道，50天后，这些细胞并不会表现出任何增殖速率下降的迹象，然而当缺失转化生长因子β抑制剂时，对照细胞的增殖就会在第十天后开始趋于平稳状态。后期研究者还将继续对如何再生心内膜细胞进行深入研究；目前研究者正在对心脏内层组织进行研究，这或许能够帮助构建出整个心脏内层结构，或将被用于组织工程化的心脏疗法中。