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为什么干细胞治疗心血管疾病卓有成效?

发布时间 | 2019-09-04


为什么干细胞治疗心血管疾病卓有成效?



干细胞(MSC)自19世纪60年代被发现以来,其强大自我更新和多向分化能力备受关注。干细胞在体外/体内特定微环境条件下可分化为心肌细胞、内皮细胞、成骨细胞、脂肪细胞等。
干细胞以上诸多特性,使其为心血管病治疗提供了极具吸引力干预方案。
干细胞可应用于急性心肌梗、缺血性心肌病、心脏移植后出现的缺血再灌注损伤以及其他心血管疾病的干预。


心血管疾病在全世界发病率较高

近年来,随着人们生活水平提高及饮食结构改变,心血管疾病因其高发病率已成为世界范围内危害人类健康重大问题。冠心病、扩张型心肌病、糖尿病心肌病、肺心病等多种心血管疾病,因微环境高氧化应激引起局部细胞减少、组织纤维化、瘢痕组织形成与心脏重构,导致心脏功能下降成为生命健康重大威胁。目前传统方法包括药物、经皮冠状动脉介入和外科手术,虽能在一定程度上改善心梗后心功能,但不能逆转缺血损伤心肌和改善心脏功能。因此,急需新的有效方法改善这些患者的预后。

干细胞疗法为干预心血管疾病提供新思路

近年来无数研究者为修复受损心肌和改善心脏功能不断努力,发现干细胞移植在心血管疾病治疗上彰显独特优势。干细胞因易于分离培养、迅速扩增、多向分化及低免疫原性、移植性强等因素成为干预心血管疾病理想种子细胞。
大量研究表明,通过干细胞治疗后可改善心脏功能、提高生活质量。

心肌细胞作为永久细胞,一旦损伤后将永久缺失,损伤心肌由瘢痕取代,伴随出现心力衰退、恶性心律失常等影响心脏功能。干细胞因其具有多向分化潜能、抗凋亡及旁分泌等作用为干预心血管疾病提供新途径。


干细胞疗法干预心血管疾病四大作用机制

1. 可分化为心肌细胞

各种心血管疾病发病主因是由于心肌细胞损伤后导致心脏重构,而有效防治心血管疾病是减少心肌损伤,诱导心肌细胞再生。

干细胞疗法诱导后的心肌细胞可与宿主细胞之间形成闰盘,成为功能合胞体直接参与宿主心脏收缩,增强心肌局部收缩功能,让心肌梗发病区损伤面积减少,提高射血分数改善心功能。


2. 可分化为血管内皮细胞

心肌细胞具高代谢特征,促进心脏功能恢复基础是保证足够血液供应。

因此诱导血管生成是心脏损伤后修复重要环节。干细胞疗法可通过血管内皮生长因子(VEGF)、碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)、胰岛素样生长因子(IGF)、表皮生长因子(EGF)、抗坏血酸和肝素等诱导剂直接诱导干细胞分化为内皮细胞,促进心肌梗病肌边缘区血管再生,增加缺血区微血管密度,改善血液供应。


3. 抗凋亡作用

细胞凋亡时Bcl2表达减少,Bax表达增加,而Bcl2/Bax 比率减低,因此减少Bax蛋白表达同时增加Bcl-2蛋白表达水平可抑制心肌细胞凋亡,减轻心肌超微结构损伤,减少心肌酶外漏,具有逆转心肌受损、改善心力衰退进程作用来改善心功能。

同样,Fas/FasL系统、钙敏感受体(CaSR)、ASK1/JNK信号通路等都参与了心肌细胞凋亡。而将干细胞移植后Bcl-2/Bax 比值上调会抑制caspase-3活化表达,从而减轻细胞凋亡程度。 


4 旁分泌作用

干细胞移植后可以分泌多种细胞因子,参与抑制炎症反应、抗纤维化、趋化及归巢等过程。


⑴干细胞释放 SDF-1、血管内皮生长因子、基质金属蛋白酶-9,细胞间黏附分子-1和血管细胞黏附因子-1 等,使干细胞进入受损心肌内发挥趋化及归巢作用;

⑵干细胞分泌白细胞介素(IL)、坏死因子(TNF)、集落刺激因子、趋化性细胞因子等可抑制心脏炎症反应及减弱心脏纤维化程度;

⑶干细胞可通过ERK1/2通路来影响心肌成纤维细胞中mmp/timp表达,抑制TGF-β生成,起到抗心肌纤维化作用。



临床试验数据显示干细胞疗法干预心血管疾病安全有效

历年来,干细胞疗法在干预心血管疾病方面安全性和有效性已经在多个临床研究项目中得到证实。据医学研究登记备案信息系统上信息显示,河北某医院正在开展《自体骨髓“间充质干细胞心梗注射液”移植干预急性心肌梗的随机、双盲、安慰剂对照、多中心临床试验》。


上海某医院今年开展干细胞干预缺血性心力衰退临床研究取得初步成功,干细胞治疗心梗后心衰的项目已在临床开展。该团队曾在2010年已开展干细胞对急性心肌梗患者干预研究,经长达8年随访,患者心功能恢复良好。

干细胞疗法作为一种高新技术干预方法,研究表明其在干预心血管疾病是通过增加心肌毛细血管密度,再生心肌细胞,减少细胞凋亡,减轻纤维化程度来改善心脏功能,具有广阔应用前景。