实验室培育的心肌组织修复猴子的心力衰竭

德国科学家已经创造出由诱导多能干细胞（iPSCs）衍生的心肌组织“补片”。在成功的恒河猴实验之后，他们已经获得了人体试验的批准。

作为体内最勤劳的组织之一，心脏肌肉由于衰老和各种健康状况的影响，会不断受到磨损。因此，心力衰竭是与年龄相关的常见死亡原因之一。科学家们尝试通过注射健康的肌肉细胞（心肌细胞）来修复受损的心脏组织，但存在保留和排斥的问题。在新发表于《自然》杂志的一项研究中，一组德国研究人员报告了一种令人兴奋的新技术：从头开始培育全新的心肌组织补片。

该过程始于诱导多能干细胞（iPSCs），这些细胞通过细胞重编程方法被重新分化为类似干细胞的多能状态。这些细胞可以进一步分化为多种细胞类型。重编程还使它们在表观遗传学上变得更年轻，准备好进行高强度的工作。这些新分化的肌细胞随后与提供结构支持的间质细胞混合，在培养基中生长出类似于心肌组织的补片。研究人员称这些结构为工程化心肌（EHM）。

在一系列先前的啮齿动物模型实验之后，研究小组决定迈出一大步，转向非人类灵长类动物。虽然可以从患者的细胞中生产iPSCs，但研究人员决定使用现有的iPSC衍生心肌细胞。代价是需要进行免疫抑制。

一组恒河猴接受了模拟心力衰竭的手术，然后用两种不同剂量的EHM强化其受伤的心脏：两个或五个补片。较高剂量使用大约2亿个心肌细胞。

无论是哪种剂量，尤其是较高剂量，研究人员都实现了心脏壁厚度的持续显著增加。高剂量组的三只猴子中有两只还表现出心脏壁收缩能力的增强，表明心脏功能有所改善。

植入的组织最初缺乏自己的血管，但在植入后经历了血管化，尽管血液灌注不如周围组织好。EHM心肌细胞比其驻留的同类更不成熟，“更年轻”，这是可以预料的。最终它们能发展到什么程度还有待观察。

重要的是，移植后的六个月内，即研究结束时，确认了移植物的保留。研究人员声称这是迄今为止最好的结果。

在另一项实验中，研究小组之前曾在一位等待严重受损心脏移植的患者身上植入了EHM。在移植新心脏后，研究人员能够研究EHM补片在旧心脏上的表现。

就像在猴子身上一样，心肌细胞的保留良好，并达到了高度的血管化。患者的病情稳定。“综合获得的临床数据证实了通过EHM异体移植进行心脏重塑的可转化性，从恒河猴到晚期心力衰竭的人类患者。”论文说。

该研究的主要作者、哥廷根大学医学中心药理学和毒理学系主任沃尔夫拉姆-赫伯特·齐默尔曼教授表示：“我们在恒河猴身上证明了心脏补片移植可以用于重塑衰竭的心脏。挑战在于生成并植入足够数量的恒河猴诱导多能干细胞衍生的心肌细胞，以实现可持续的心脏修复，而不会产生如心律失常或肿瘤生长等危险副作用。”

基于这些结果，研究人员已获得批准进行首次人体试验：“诱导多能干细胞衍生的工程化人心肌作为终末期心力衰竭的生物心室辅助组织的安全性和有效性”。

(全文结束)