頂尖學術期刊《自然》今天上線了一項干細胞療法的新研究。心血管領域的知名學者Jeffery Molkentin教授通過小鼠實驗表明，移植干細胞雖然可以幫助修復受傷的心臟，但干細胞發揮積極作用的機制出人意料！這項研究也為此前存在巨大爭議的心臟病細胞療法指出了新的方向。

難以再生的心肌

成人的心肌是人體內再生能力最差的組織之一。一旦發生心肌梗死，由于很難再出現新的健康心肌，不斷跳動的心臟上只會形成沒有收縮功能的瘢痕，為漸進性的心力衰竭埋下病根，給患者的生活質量造成極大損害。

對心臟病治療方法的巨大需求讓人們一度寄希望于干細胞。干細胞是一類能夠自我復制、有分化能力的細胞。有沒有成體的干細胞可以讓心肌再生、修復心臟？

2001年，一項研究橫空出世。哈佛的心臟病專家Piero Anversa教授發表文章稱，他們鑒定出了可以讓心肌再生的成體干細胞。表達細胞表面蛋白c-Kit的干細胞在注射到受損或死亡的心臟區域，可以直接分化出可以搏動的新心肌細胞，讓壞死部分重新運轉。

這個消息無疑給了心梗患者極大的希望，讓全世界興奮不已。以Anversa教授為領軍人物，“心肌干細胞”領域很快發展起來，許多科學家投入到這個熱門方向。在一些動物實驗的數據支持下，數項臨床試驗也開展起來。研究者將成體干細胞注入患者受損的心臟組織，試圖幫助心梗患者改善心臟功能。

心肌干細胞的巨大爭議

時間到了2014年，心肌干細胞研究的方向陡然發生轉折。

《自然》發表了Jeffery Molkentin教授（對，正是今天這篇論文的通訊作者）主導的一篇論文，這項研究指出，注入成年小鼠心臟的c-Kit陽性干細胞基本上不能生成新的心肌細胞！

“我們的研究表明，心臟的c-Kit陽性干細胞可以制造形成毛細血管的內皮細胞，但它們不太可能形成心肌細胞。Molkentin教授說，“就算它們真的會產生新的心肌細胞，比例也非常低——大約1/3000，這么低的比例是沒有意義。”

一石激起千層浪。

十幾年時間里，參與心肌干細胞臨床試驗的心臟病患者達到數千名，然而療效參差不齊，大多數令人沮喪。Molkentin教授的研究為這一結果給出了一定解釋，干細胞再生心肌的背后機制出現巨大爭議。

就在去年，Anversa實驗室最終被查明有超過30篇文章出現造假，“心肌干細胞論文撤稿”事件震驚整個生命醫學領域。

幫助心臟修復的真正功臣

在此次發表的研究中，Molkentin教授與同事們繼續利用心臟缺血性損傷的小鼠模型，檢查了干細胞治療的機制基礎。

研究團隊分別用了兩種主要的成體干細胞：人類臨床試驗中廣泛采用的骨髓單核細胞（MNC）和表達c-Kit的心臟祖細胞，對心臟受損的小鼠進行細胞治療。

他們發現，心臟功能的增強與新的心肌細胞產生沒有關系。實際上，移植后的成體干細胞會啟動急性免疫反應，產生大量特異性巨噬細胞。而這些免疫細胞會改變心臟成纖維細胞的活性，增強受損組織區域的機械特性。

為驗證是免疫反應而非干細胞本身發出的信號在幫助心臟修復，研究人員給小鼠心內注射了無活性的干細胞，或者是可激活先天免疫反應的化學物質，果然取得了相同的效果。

▲心內注射干細胞或免疫反應激動劑都會在短時間內誘導兩種特異性巨噬細胞大量產生（圖片來源：參考資料[1]）

因此，這些實驗結果表明，急性炎癥性傷口愈合反應讓心臟壞死區域恢復活力，是干細胞治療受損心臟的獨特機制。

而基于現有的數據，研究人員在論文最后建議重新評估當前和計劃中基于細胞療法的臨床試驗。隨著背后的生物學機制被逐漸闡明，我們期待科學家能夠成功地將心臟細胞療法應用于臨床實踐，真正造福患者。

參考資料：[1] Ronald J. Vagnozzi, et al., (2019) An acute immune response underlies the benefit of cardiac stem-cell therapy. Nature. DOI: 10.1038/s41586-019-1802-2[2] Jop H. van Berio et al., (2014) c-kit+ Cells Minimally Contribute Cardiomyocytes to the Heart. Nature. DOI: 10.1038/nature13309[3] A Study That Changed the Direction of Cardiac Stem Cell Research. Retrieved Nov. 27, 2019, from https://scienceblog.cincinnatichildrens.org/a-study-that-changed-the-direction-of-cardiac-stem-cell-research/?_ga=2.104351427.2124782669.1574841620-1038280572.1574841620