人造心臟起搏細(xì)胞試驗(yàn)成功

近日，來(lái)自加拿大多倫多McEwen再生醫(yī)學(xué)中心（McEwen Centre for Regenerative Medicine）的科學(xué)家們做出了一項(xiàng)突破性的發(fā)現(xiàn)——通過(guò)誘導(dǎo)人多能干細(xì)胞，他們?cè)隗w外用細(xì)胞組成了“心臟起搏器”，并在大鼠實(shí)驗(yàn)中成功激起了心臟跳動(dòng)。這項(xiàng)突破性的研究也發(fā)表在了《自然》子刊《Nature Biotechnology》上。

▲McEwen科學(xué)家們誘導(dǎo)的心臟起搏細(xì)胞（圖片來(lái)源：statnews）

心臟可謂是人體中zui“勞碌”的器官，在人的一生中從不停歇地跳動(dòng)。心跳產(chǎn)生自心臟中一個(gè)叫做竇房結(jié)的部位的起搏細(xì)胞，這些細(xì)胞能夠自發(fā)產(chǎn)生動(dòng)作電位并傳導(dǎo)至整個(gè)心臟，引起心肌細(xì)胞有規(guī)律的收縮，從而產(chǎn)生心跳。當(dāng)這些細(xì)胞發(fā)生病變時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)心律失常等心臟病。

目前治療這類(lèi)心臟病zui有效的手段是植入起搏器，通過(guò)人工產(chǎn)生的電脈沖來(lái)控制心臟的跳動(dòng)。在中國(guó)，大約有50萬(wàn)名人工起搏器使用者，并且這個(gè)數(shù)字在迅速增加。但是人工起搏器也有許多的問(wèn)題，zui大的問(wèn)題是它需要通過(guò)電池來(lái)產(chǎn)生電脈沖，電池的平均壽命大約是7年，也就是說(shuō)，患者每隔7年需要再接受一次手術(shù)來(lái)更換電池。此外，對(duì)于兒童患者來(lái)說(shuō)，人工起搏器并不能跟著心臟的生長(zhǎng)而做出相應(yīng)的改變，因此可能需要更頻繁地更換起搏器。

以干細(xì)胞為基礎(chǔ)的再生醫(yī)學(xué)療法有望能解決這一困境。多能干細(xì)胞具有分化成200多種不同類(lèi)型細(xì)胞的潛力，這些細(xì)胞是人體許多組織和臟器的組成部分。加拿大科學(xué)家們通過(guò)發(fā)育生物學(xué)的手段，尋找并測(cè)試了從干細(xì)胞發(fā)育為心臟起搏細(xì)胞過(guò)程中的信號(hào)通路，并成功地建立了在21天內(nèi)將干細(xì)胞轉(zhuǎn)化成心臟起搏細(xì)胞的方法。當(dāng)他們?cè)谂囵B(yǎng)皿中長(zhǎng)出了起搏細(xì)胞后，更進(jìn)一步地展示了這些細(xì)胞可以在大鼠體內(nèi)產(chǎn)生并調(diào)控心跳。

這項(xiàng)研究的通訊作者、McEwen再生醫(yī)學(xué)中心主管Gordon Keller博士說(shuō)：“我們所做的是培養(yǎng)皿中的人類(lèi)生物學(xué)，我們復(fù)制了產(chǎn)生心臟起搏細(xì)胞的自然過(guò)程。”

▲文章通訊作者Gordon Keller博士（圖片來(lái)源：uhnresearch）

這個(gè)加拿大團(tuán)隊(duì)的長(zhǎng)期目標(biāo)是用這些體外培養(yǎng)的起搏細(xì)胞制造出生物起搏器，用來(lái)代替目前的人工起搏器以植入患者體內(nèi)。這種生物起搏器將終身有效。不過(guò)，他們承認(rèn)這離真正應(yīng)用到患者身上還需要大約5-10年。下一步，他們計(jì)劃展開(kāi)臨床前的穩(wěn)定性和安全性測(cè)試。我們希望他們的研發(fā)計(jì)劃順利進(jìn)行，早日為心臟病患者帶來(lái)“全天然”生物起搏器。