近日，刊登在國際雜志Nature Biomedical Engineering上的一項研究報告中，來自美國賓夕法尼亞州立大學(xué)的研究人員通過研究利用干細(xì)胞成功再生出了人類心臟的心外膜細(xì)胞；研究者表示，早在2012年，我們就發(fā)現(xiàn)如果能夠利用化學(xué)物質(zhì)處理人類干細(xì)胞，使其連續(xù)激活干細(xì)胞并且抑制Wnt信號通路，就會促進(jìn)干細(xì)胞轉(zhuǎn)變成為心肌細(xì)胞，心肌作為心臟三層結(jié)構(gòu)中的中間一層結(jié)構(gòu)，其非常厚實，能夠通過收縮向機(jī)體各部供血。
Wnt信號通路是由蛋白質(zhì)組成的一種特殊的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，其能夠利用細(xì)胞表面受體將信號傳入細(xì)胞內(nèi)部。Xiaojun Lance Lian教授表示，我們需要為心臟祖細(xì)胞（cardiac progenitor cells）提供額外的信息使其轉(zhuǎn)化成為心外膜細(xì)胞，但在這項研究之前，我們并不清楚這種特殊的信息是什么，如今通過研究發(fā)現(xiàn)，如果能夠再次激活細(xì)胞中的Wnt信號通路，我們就能夠重新驅(qū)動心臟祖細(xì)胞轉(zhuǎn)變成為心外膜細(xì)胞，而不是心肌細(xì)胞。
這項研究或許能夠幫助研究人員對機(jī)體整個心臟壁進(jìn)行再生，通過形態(tài)學(xué)的評估和功能性的分析，研究者發(fā)現(xiàn)，制造出的心外膜細(xì)胞同人類機(jī)體中和實驗室生長的心外膜細(xì)胞非常相似。那么最為關(guān)鍵的一點就是如何將心臟祖細(xì)胞轉(zhuǎn)變成為心臟的心內(nèi)膜細(xì)胞（心臟內(nèi)層細(xì)胞），目前研究人員正在努力對該問題進(jìn)行攻克。
研究者制造心外膜細(xì)胞的方法或許能夠被用于多種臨床應(yīng)用中來治療患心臟病的患者，據(jù)美國CDC數(shù)據(jù)顯示，在美國每隔43秒就會有人心臟病發(fā)作。心臟病的發(fā)作取決于血管的堵塞，這種堵塞能夠阻斷營養(yǎng)物質(zhì)和氧氣到達(dá)心肌，最終引發(fā)心肌細(xì)胞死亡，而且這些心肌細(xì)胞并不能夠再生，這樣一來就會對心臟造成永久性的損傷，并引發(fā)其它一系列問題，而本文中研究人員所開發(fā)的心外膜細(xì)胞或許就能移植到心臟發(fā)作患者機(jī)體中來修復(fù)其心臟的損傷。
本文研究中，研究者通過對人類干細(xì)胞進(jìn)行工程化操作使其成為報道細(xì)胞，這就意味著僅當(dāng)這些細(xì)胞表達(dá)熒光蛋白時才會轉(zhuǎn)變成為心外膜細(xì)胞；研究人員利用不同的細(xì)胞信號分子來處理細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)利用Wnt信號激活子處理細(xì)胞時，這些細(xì)胞就會發(fā)熒光。除了能夠產(chǎn)生心外膜細(xì)胞外，當(dāng)研究人員利用轉(zhuǎn)化生長因子β抑制劑處理細(xì)胞時，就能夠保持這些細(xì)胞在實驗室中進(jìn)行增殖。
研究者Lian說道，50天后，這些細(xì)胞并不會表現(xiàn)出任何增殖速率下降的跡象，然而當(dāng)缺失轉(zhuǎn)化生長因子β抑制劑時，對照細(xì)胞的增殖就會在第十天后開始趨于平穩(wěn)狀態(tài)。后期研究者還將繼續(xù)對如何再生心內(nèi)膜細(xì)胞進(jìn)行深入研究；目前研究者正在對心臟內(nèi)層組織進(jìn)行研究，這或許能夠幫助構(gòu)建出整個心臟內(nèi)層結(jié)構(gòu)，或?qū)⒈挥糜诮M織工程化的心臟療法中。
