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2025年10月9日,浙江樹人大學樹蘭國際醫學院的研究團隊在權威學術期刊《Stem Cell Research & Therapy》上發表了一篇重要綜述,系統總結了干細胞技術這一前沿領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“心臟病發作”)是由于冠狀動脈急性阻塞導致心肌缺血、缺氧,進而引發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脂質、膽固醇等物質沉積形成斑塊,造成血管壁增厚、變硬和管腔狹窄。斑塊破裂可誘發血栓形成,導致血管急性堵塞,引發心肌梗死或腦卒中。
據《2023年世界心臟報告》統計,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%會在五年內進展為心力衰竭。
目前,常規治療手段(如藥物治療、支架植入或搭橋手術)雖可挽救生命并緩解癥狀,但無法實現心肌細胞的再生或徹底清除血管斑塊,因此無法逆轉已形成的組織損傷。
干細胞
該綜述重點介紹了以下三類在心血管修復中研究較為深入、具有臨床應用前景的干細胞:
間充質干細胞(MSCs)
間充質干細胞是目前臨床研究中應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)、免疫原性低等優點。
其主要作用機制為“旁分泌效應”:即通過釋放多種生物活性因子(如血管內皮生長因子VEGF、肝細胞生長因子HGF等),促進血管新生、抑制細胞凋亡、調節免疫反應,從而改善受損組織的微環境。例如,這些因子能促進缺血區血管生成,提高局部血液供應,并減輕炎癥反應。
部分臨床試驗已進展至三期。有研究顯示,心肌梗死患者經靜脈輸注骨髓來源的間充質干細胞后,左心室射血分數(LVEF)平均提高3.8%。盡管增幅有限,但對心力衰竭高風險患者而言,該改善具有顯著的臨床意義。
誘導多能干細胞(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。其最大優勢在于可實現“自體移植”,避免免疫排斥反應,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,借助單細胞組學等技術,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分化的風險。
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,具先天心臟修復潛能,能夠分化為心肌細胞、血管內皮細胞等,并通過分泌外泌體等活性物質發揮保護作用。
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移植至心臟梗死區域后,7–30天內可觀察到梗死面積縮小及心功能改善。不過,目前關于CSCs的研究仍相對有限,其具體作用機制尚需進一步闡明。
干細胞修復心血管組織的機制
干細胞主要通過以下五種途徑發揮作用:
旁分泌效應:分泌生長因子、細胞因子等,促進組織修復與血管新生;
直接分化:替代受損的心肌細胞或血管內皮細胞;
免疫調節:抑制過度炎癥反應,調節免疫細胞功能;
歸巢效應:在趨化因子引導下定向遷移至損傷部位;
細胞器轉移:通過隧道納米管(TNT)等結構向受損細胞轉移線粒體等,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策略
心肌梗死后,壞死心肌由纖維瘢痕替代,導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策略
動脈粥樣硬化始于血管內皮損傷,繼而脂質沉積形成斑塊。干細胞干預策略包括:
MSCs通過免疫調節作用促使巨噬細胞向抗炎表型轉化,抑制斑塊進展;
內皮祖細胞(EPCs)可分化為血管內皮細胞,修復內膜屏障,減少脂質浸潤;
增強斑塊纖維帽穩定性,降低破裂風險。
目前,內皮祖細胞在冠心病、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。
結語
該綜述系統總結了干細胞療法在心血管再生醫學中的最新進展,為后續臨床試驗與藥物開發提供了理論依據。盡管干細胞療法仍面臨細胞來源、移植技術、長期安全性及標準化方案等挑戰,但以其為代表的心血管再生策略已展現出廣闊前景。
未來,通過優化技術及深入探索,干細胞療法有望為心血管損傷提供新的修復途徑,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
