干细胞疗法利用免疫系统修复心脏

骨髓细胞是一种常见的干细胞疗法。资料来源:丹尼斯·孔克尔显微镜/SPL

生物学家揭示了干细胞疗法改善心脏功能的机制。现在，研究人员在老鼠身上发现，这些细胞引发免疫反应，改善心脏功能。科学家还发现了如何使用化学物质来模拟这种修复过程。

干细胞治疗受损心脏在动物身上显示出一些短期效果，但在人类身上效果有限。起初，科学家们从理论上说，这些益处来自于干细胞分化成跳动的心脏细胞，即小鼠的心肌细胞。但是随后的研究，包括俄亥俄州辛辛那提儿童医院医学中心心血管生物学研究员杰弗瑞·莫尔肯丁的研究，表明这些细胞没有经历这种转化。

莫尔肯丁的团队报道了两种常见的干细胞疗法，可以刺激一种叫做巨噬细胞的免疫细胞，帮助修复受损心脏区域的结缔组织，从而改善其功能。

科学家在最近出版的《自然》杂志上报道了研究结果。

研究人员指出，这种修复机制也可以通过一种叫做酵母多糖的化学物质来实现，这种化学物质可以引起免疫反应。

这一发现可能会对人类干细胞治疗这一价值数十亿美元的产业的未来产生重大影响。一些国家的诊所已经为心脏病提供了干细胞疗法。心脏病是世界上头号杀手，每年杀死大约1700万人。但是几乎没有证据表明这些干细胞疗法是有效的。

许多科学家不再相信用于这种治疗的细胞是真正的干细胞，因为它们不能自我更新，但是“干细胞疗法”这个术语在提供这种治疗的公司和诊所仍然被广泛使用。

莫尔肯丁的团队将用于这些治疗的两种细胞注射到老鼠心脏的受损区域，这些区域暂时缺氧，模拟心脏病发作。

其中一种细胞是从骨髓中提取的单核细胞，这是人类临床试验中干细胞治疗中最常用的细胞之一。另一种细胞是心脏间充质细胞。研究人员发现接受细胞注射的小鼠的心脏功能明显好于接受安慰剂的小鼠。

但是研究小组发现，用干细胞治疗的小鼠并不比用酵母多糖治疗的小鼠表现更好。事实上，酵母多糖比干细胞疗法持续时间更长。

为了进一步证实这种疗法的有效性来自免疫反应，研究小组将一些死亡细胞注射到一些小鼠体内，发现它还能改善心脏功能。莫尔肯丁说，这项研究“表明我们甚至不需要注射活细胞。”

在其他实验中，研究人员抑制了一些小鼠的巨噬细胞活动。在这种情况下，用干细胞或酵母多糖处理的小鼠没有出现修复过程。

德国mhh心脏病专家托马斯·图姆(Thomas Thum)表示，这项研究很重要，因为它清楚地表明，免疫系统引起的炎症促进了修复机制。

莫尔肯丁说，研究结果也可以应用于用干细胞治疗的其他疾病。他说，这些细胞带来的任何好处都可能来自局部和急性免疫反应，而不是细胞自身的再生能力。

圣路易斯华盛顿大学的心脏病学家和免疫学家科里·拉维宁(Kory Lavine)表示，这项研究可能会向从事从骨关节炎到神经退行性疾病等疾病的干细胞治疗的研究人员提出挑战，要求他们关注免疫细胞在体内的作用，而不是治疗本身的功效。

然而，一些科学家表示，真正的干细胞在心血管疾病的治疗中仍然有价值。西雅图华盛顿大学的研究人员发现，人类胚胎干细胞中的心肌细胞可以帮助患有心力衰竭的猴子重建心肌。

另一个可能转移人们对干细胞治疗注意力的原因是，干细胞治疗的生产成本很高，需要监管机构的耗时批准。"如果有化学药品，这将是一种更可行的治疗方法."拉文说。

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-019-1802-2