鄭州源創(chuàng)基因科技有限公司成立于2016年,由哥倫比亞大學(xué)博士后趙輝,歸國創(chuàng)辦的國家高新技術(shù)企業(yè)。擁有97項知識產(chǎn)權(quán)及實用技術(shù),業(yè)務(wù)遍布上海、重慶、深圳、北京等城市,總部在鄭州航空港區(qū)。
2025年10月9日,浙江樹人大學(xué)樹蘭國際醫(yī)學(xué)院的研究團隊在權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《Stem Cell Research & Therapy》上發(fā)表了一篇重要綜述,系統(tǒng)總結(jié)了干細胞技術(shù)這一前沿領(lǐng)域在兩種主要心血管疾病——心肌梗死(MI)和動脈粥樣硬化(AS)方面的研究進展。
心肌梗死與動脈粥樣硬化
心肌梗死(俗稱“心臟病發(fā)作”)是由于冠狀動脈急性阻塞導(dǎo)致心肌缺血、缺氧,進而引發(fā)心肌細胞壞死的嚴重疾病。壞死的心肌細胞難以再生,最終可導(dǎo)致心臟功能減退甚至心力衰竭。
動脈粥樣硬化是心肌梗死的主要病因。其病理特征為動脈內(nèi)脂質(zhì)、膽固醇等物質(zhì)沉積形成斑塊,造成血管壁增厚、變硬和管腔狹窄。斑塊破裂可誘發(fā)血栓形成,導(dǎo)致血管急性堵塞,引發(fā)心肌梗死或腦卒中。
據(jù)《2023年世界心臟報告》統(tǒng)計,全球約三分之一死亡病例由心血管疾病引起,其中心肌梗死與動脈粥樣硬化是導(dǎo)致死亡的主要原因。值得注意的是,中低收入國家的心血管疾病死亡率比高收入國家高出約40%。在全球1500萬急性心肌梗死患者中,約20%會在五年內(nèi)進展為心力衰竭。
目前,常規(guī)治療手段(如藥物治療、支架植入或搭橋手術(shù))雖可挽救生命并緩解癥狀,但無法實現(xiàn)心肌細胞的再生或徹底清除血管斑塊,因此無法逆轉(zhuǎn)已形成的組織損傷。
干細胞
該綜述重點介紹了以下三類在心血管修復(fù)中研究較為深入、具有臨床應(yīng)用前景的干細胞:
間充質(zhì)干細胞(MSCs)
間充質(zhì)干細胞是目前臨床研究中應(yīng)用最廣泛的干細胞類型,具有來源廣泛(如骨髓、脂肪組織、臍帶等)、免疫原性低等優(yōu)點。
其主要作用機制為“旁分泌效應(yīng)”:即通過釋放多種生物活性因子(如血管內(nèi)皮生長因子VEGF、肝細胞生長因子HGF等),促進血管新生、抑制細胞凋亡、調(diào)節(jié)免疫反應(yīng),從而改善受損組織的微環(huán)境。例如,這些因子能促進缺血區(qū)血管生成,提高局部血液供應(yīng),并減輕炎癥反應(yīng)。
部分臨床試驗已進展至三期。有研究顯示,心肌梗死患者經(jīng)靜脈輸注骨髓來源的間充質(zhì)干細胞后,左心室射血分數(shù)(LVEF)平均提高3.8%。盡管增幅有限,但對心力衰竭高風(fēng)險患者而言,該改善具有顯著的臨床意義。
誘導(dǎo)多能干細胞(iPSCs)
iPSCs是通過將體細胞(如皮膚或血細胞)重編程而獲得的多能性干細胞,具有分化為任何細胞類型的潛力。其最大優(yōu)勢在于可實現(xiàn)“自體移植”,避免免疫排斥反應(yīng),也無需長期使用免疫抑制劑。
在臨床前及早期臨床研究中,iPSCs已展示出良好的應(yīng)用潛力。例如,日本開展的全球首例iPSCs來源心肌細胞片移植臨床試驗中,5例心力衰竭患者中有4例心肌灌注及心臟收縮功能得到改善。此外,借助單細胞組學(xué)等技術(shù),研究人員已能夠獲得純度高達95%的心肌細胞,有效降低了腫瘤形成或非目標(biāo)分化的風(fēng)險。
心臟干細胞(CSCs)
心臟干細胞是存在于心臟組織中的成體干細胞,具先天心臟修復(fù)潛能,能夠分化為心肌細胞、血管內(nèi)皮細胞等,并通過分泌外泌體等活性物質(zhì)發(fā)揮保護作用。
例如,CSCs來源的外泌體中富含miR-146a、miR-21等微小RNA,可抑制心肌纖維化、促進血管新生。動物實驗表明,將CSCs移植至心臟梗死區(qū)域后,7–30天內(nèi)可觀察到梗死面積縮小及心功能改善。不過,目前關(guān)于CSCs的研究仍相對有限,其具體作用機制尚需進一步闡明。
干細胞修復(fù)心血管組織的機制
干細胞主要通過以下五種途徑發(fā)揮作用:
旁分泌效應(yīng):分泌生長因子、細胞因子等,促進組織修復(fù)與血管新生;
直接分化:替代受損的心肌細胞或血管內(nèi)皮細胞;
免疫調(diào)節(jié):抑制過度炎癥反應(yīng),調(diào)節(jié)免疫細胞功能;
歸巢效應(yīng):在趨化因子引導(dǎo)下定向遷移至損傷部位;
細胞器轉(zhuǎn)移:通過隧道納米管(TNT)等結(jié)構(gòu)向受損細胞轉(zhuǎn)移線粒體等,改善其能量代謝與存活能力。
干細胞在不同疾病中的治療策略
1.針對心肌梗死的修復(fù)策略
心肌梗死后,壞死心肌由纖維瘢痕替代,導(dǎo)致心臟收縮功能下降。干細胞策略包括:
利用MSCs的旁分泌作用改善心肌缺血、減輕細胞死亡;
借助CSCs來源的外泌體抑制纖維化,減少不良重塑;
通過iPSCs分化的心肌細胞替代壞死組織,恢復(fù)收縮功能。
研究表明,iPSCs來源的心肌細胞移植后不僅能與宿主心肌實現(xiàn)同步收縮,還能通過旁分泌作用促進血管新生,進一步改善心臟功能。
2.針對動脈粥樣硬化的干預(yù)策略
動脈粥樣硬化始于血管內(nèi)皮損傷,繼而脂質(zhì)沉積形成斑塊。干細胞干預(yù)策略包括:
MSCs通過免疫調(diào)節(jié)作用促使巨噬細胞向抗炎表型轉(zhuǎn)化,抑制斑塊進展;
內(nèi)皮祖細胞(EPCs)可分化為血管內(nèi)皮細胞,修復(fù)內(nèi)膜屏障,減少脂質(zhì)浸潤;
增強斑塊纖維帽穩(wěn)定性,降低破裂風(fēng)險。
目前,內(nèi)皮祖細胞在冠心病、外周動脈疾病等臨床研究中已顯示出良好安全性,未來有望成為動脈粥樣硬化治療的新選擇。
結(jié)語
該綜述系統(tǒng)總結(jié)了干細胞療法在心血管再生醫(yī)學(xué)中的最新進展,為后續(xù)臨床試驗與藥物開發(fā)提供了理論依據(jù)。盡管干細胞療法仍面臨細胞來源、移植技術(shù)、長期安全性及標(biāo)準(zhǔn)化方案等挑戰(zhàn),但以其為代表的心血管再生策略已展現(xiàn)出廣闊前景。
未來,通過優(yōu)化技術(shù)及深入探索,干細胞療法有望為心血管損傷提供新的修復(fù)途徑,為患者帶來新的希望。
https://stemcellres.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13287-025-04678-8
https://mp.weixin.qq.com/s/xb672KJvgNkpHZqTV75XMA
