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体细胞重编程重要成果

日期:2014-07-18 00:00:00

一项最新研究表明,基因治疗将有望对衰竭的心脏进行治疗。科学家们将特殊基因插入到心肌细胞中,恢复了猪的正常心律。

心脏起搏器通过电刺激心脏搏动,这一功能通常由窦房结(sinoatrial node)介导。窦房结是一簇心脏细胞,能向心脏其他部分传递信号,使其有规律的搏动。如今,植入式心脏起搏器已经广为使用,但它们需要进行手术安装,有受到感染的危险,而且每次过机场安检都会触发警报。

为了克服这些问题,Cedars-Sinai医疗中心的Eduardo Marbán领导团队对猪进行了研究。他们通过体细胞重编程,将窦房结外的心肌细胞转变为起搏细胞,让心脏能够稳定的持续搏动。这一成果发表在七月十六日的Science Translational Medicine杂志上。

研究人员在121头猪中模拟了一个致命的人类心脏疾病,让电活动无法从窦房结扩散到整个心脏。研究人员通过高频电波破坏了窦房结的天然起搏细胞,结果这些猪的平均心率减慢到每分钟50次,而正常心率应该在每分钟100次以上。

研究人员将携带Tbx18基因的病毒载体注射到猪的心脏,该基因是一种胚胎转录因子。在一天之内,被病毒感染的心脏细胞就开始表达各种起搏基因,并使心脏恢复了正常的心率。在休息、运动和睡觉时,这些猪的心脏都能稳定搏动,正常心率维持了两周。(延伸阅读:胞外体,干细胞修复心脏的秘方)

Marbán指出,这一方法比其他生物学途径更为简单,比如将心肌细胞诱导为多能状态,然后将其分化为起搏细胞。但他强调基因疗法的效果可能并不会特别长。随着时间推移,机体免疫系统可能会识别作为载体的病毒,并攻击受到感染的细胞。Marbán的研究团队正在监控接受基因治疗的猪,看看起搏效果能够持续多久。

不过就算这种基因治疗有时效限制,它也能为人们提供很大的帮助,Marbán说。举例来说,如果患者原本的电起搏器受到感染需要拆除,那么基因疗法可以保持心脏稳定跳动,直到感染被清除并植入新的起搏器。此外,基因治疗也可以帮助心脏有缺陷的胎儿,身体生长迅速的儿童,以及那些不适合进行手术的人。