Nature子刊：人类胚胎干细胞成功修复实验鼠受损心肌
生物谷报道：美国研究人员在９月号《自然·生物技术》杂志上撰文说，他们成功利用人类胚胎干细胞修复了实验鼠的受损心肌，这一进展为用干细胞技术治疗人类心脏病带来了希望。
美国华盛顿大学和杰龙生物医药公司的研究人员首先诱导实验鼠发生心脏病，然后在其体内植入由人类胚胎干细胞分化成的心肌细胞。实验结果发现，一段时间后，实验鼠受损的心肌开始重新生长，整个心脏的功能也有所改善。
论文作者、华盛顿大学的查克·默里说，他们的实验结果“特别重要”，因为心脏病患者发病后的主要问题之一就是心脏受损不能复原。新实验结果表明，干细胞疗法有可能使受损心脏恢复正常。
胚胎干细胞理论上能分化成各种类型的细胞。但在实际操作时，通常仅有不到１％的胚胎干细胞能分化为心肌细胞，而且移植后这些心肌细胞大多死亡。用干细胞治疗心脏病的研究此前一直受阻于这两大难题。
默里等人的新实验在解决上述两个问题上都取得了突破。首先，研究人员在干细胞培养过程中加入了两种生长因子，使得胚胎干细胞分化为心肌细胞的成功率达到９０％；其次，他们在心肌细胞移植时混入多种帮助细胞生长、抑制细胞死亡的成分，使移植成功率从过去的１８％上升至１００％。
研究人员说，他们计划下一步对猪和羊等大型动物进行类似实验，预计两年内开展人体早期临床研究。
培育自人类胚胎干细胞的细胞也许有益于心脏病的治疗，这是研究人员在8月在线出版的《自然—生物技术》上报告的。
Charles Murry和同事从人类胚胎干细胞培育出心肌肉细胞，并将这种心肌细胞植入患心脏病的实验小鼠体内，4个星期后，他们发现小鼠的心脏功能明显提高了。
对再生医学来说，人类胚胎干细胞是一种极有前景的细胞源，因为从理论上讲，这些细胞可能取自实验室，并诱导分化成为任何一种所需要的特定细胞，用于患者受损器官的修复或替换。但在将这种远景变成现实之前，还有许多困难需要克服。
在这次心脏细胞的再生中，Murry和同事解决了两个关键问题：第一，他们提高了胚胎干细胞分化为心脏细胞的效率；第二，利用阻止细胞死亡的化学物质混合而成的“生存鸡尾酒”，他们提高了心脏细胞在移植入动物受损心脏后的生存率。这些技术的综合使用减缓了动物治疗中心脏衰竭的过程。（新华网）
原始出处:
Nature Biotechnology
Published online: 26 August 2007 | doi:10.1038/nbt1327
Cardiomyocytes derived from human embryonic stem cells in pro-survival factors enhance function of infarcted rat hearts
Michael A Laflamme1,2,6, Kent Y Chen1,2,3,6, Anna V Naumova1,4, Veronica Muskheli1,2, James A Fugate1,2, Sarah K Dupras1,2, Hans Reinecke1,2, Chunhui Xu5, Mohammad Hassanipour5, Shailaja Police5, Chris O'Sullivan5, Lila Collins5, Yinhong Chen5, Elina Minami1,3, Edward A Gill3, Shuichi Ueno1,2, Chun Yuan1,4, Joseph Gold5 & Charles E Murry1,2
Abstract
Cardiomyocytes derived from human embryonic stem (hES) cells potentially offer large numbers of cells to facilitate repair of the infarcted heart. However, this approach has been limited by inefficient differentiation of hES cells into cardiomyocytes, insufficient purity of cardiomyocyte preparations and poor survival of hES cell–derived myocytes after transplantation. Seeking to overcome these challenges, we generated highly purified human cardiomyocytes using a readily scalable system for directed differentiation that relies on activin A and BMP4. We then identified a cocktail of pro-survival factors that limits cardiomyocyte death after transplantation. These techniques enabled consistent formation of myocardial grafts in the infarcted rat heart. The engrafted human myocardium attenuated ventricular dilation and preserved regional and global contractile function after myocardial infarction compared with controls receiving noncardiac hES cell derivatives or vehicle. The ability of hES cell–derived cardiomyocytes to partially remuscularize myocardial infarcts and attenuate heart failure encourages their study under conditions that closely match human disease.
- Center for Cardiovascular Biology, Institute for Stem Cell and Regenerative Medicine, University of Washington, 815 Mercer Street, Seattle, Washington 98109, USA.
- Department of Pathology, University of Washington, 815 Mercer Street, Seattle, Washington 98109, USA.
- Department of Medicine/Cardiology, University of Washington, 1959 NE Pacific Street, Seattle, Washington 98195, USA.
- Vascular Imaging Laboratory, Department of Radiology, University of Washington, 815 Mercer Street, Seattle, Washington 98109, USA.
- Geron Corporation, 230 Constitution Drive, Menlo Park, California 94025, USA.
- These authors contributed equally to this work.
Correspondence to: Charles E Murry1,2 e-mail: murry@u.washington.edu
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