京都大学副教授刘莉等中日研究者成功制作出心肌细胞组织——有望治疗心肌梗塞

生命科学 2017年11月24日
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日前,由京都大学、大阪大学和法国巴黎高等师范学院组成的研究团队成功制作出心肌细胞组织。除心脏移植以外,目前治疗心肌梗塞尚无其他有效方法,而心肌细胞组织的制成有望应用于新的治疗方法。研究团队将培育出的心肌细胞组织移植到心肌梗塞患病小鼠体内,两个月后证实,移植的组织成活并改善了心脏功能衰弱的症状。

这种心肌细胞组织至今未能培育成功是因为通过以往的平面培养法培育出的心肌细胞组织松散,无法再现类似真正心脏的肌纤维构造和收缩力以及电生理学方面的特性。该研究团队由京都大学高等研究院物质—细胞统合系统基地(iCeMS)合作副教授刘莉、日本医疗研究开发机构特聘研究员李俊君、大阪大学研究生院医学系研究课组织·细胞设计学共同研究讲座特聘副教授南一成以及大阪大学医学系研究科心脏血管外科教授泽芳树、巴黎高等师范学院教授陈勇等人组成,他们首先采用临床上使用的被称作聚乳酸-羟基乙酸共聚物的安全材料开发出了适用于心肌细胞培养的纳米纤维。

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参加记者招待会的iCeMS合作副教授刘莉(左起第二人,她的右边是AMED特聘研究员李俊君)

通过将这种纳米纤维与由人体iPS细胞(诱导性多能干细胞)培育而成的心肌细胞进行组合成功培育出拥有与实际心脏接近的三维多层结构和肌纤维排列结构的心肌组织片。与以往平面培养法所培育出的组织片不同,这种组织片的厚度为0.2毫米,并且其细胞沿纳米纤维分布排列。

研究团队经过体外实验证实,将该心肌组织片附着在造成折返性心律失常的心肌细胞部位后,心律不齐症状消失。折返型心律失常是指由于心肌梗塞等细胞缺陷引起心肌组织的生理激动不能正常传导使得激动折返而造成的脉搏节律失常症状。研究团队将心肌组织移植到通过手术手段诱发心梗的小鼠体内,之后发现无论是刚发病的小鼠还是发病两周后的小鼠,在移植两个月后最大可生成0.5毫米厚的心肌细胞组织,并且由心肌梗塞造成的心脏功能降低的症状得到明显改善。在移植部位周边也没有发现感染症状。

在日本患有心肌梗塞等缺血性心脏病患者大约有80万人,每年约有4万人死亡。目前有效的治疗方法只有进行心脏移植。基于此次研究成果,研究团队表示:“不久的将来,我们将进行技术改良以适用于大型动物实验,在确认其有效性和安全性之后,将广泛应用于重度心力衰竭的治疗和药物开发。”

合作副教授刘莉从中国白求恩医学大学(现吉林大学医学部)毕业后赴日留学,完成了德岛大学研究院医学研究科的博士课程(生理学医学)。AMED特聘研究员李俊君毕业于中国华东师范大学,在修完该大学研究生课程(光学)后,赴法国巴黎高等师范学院学习博士课程(化学)。巴黎高等师范学院教授陈勇毕业于中国武汉大学,法国蒙彼利埃大学博士生,自2007年起直至今年一直担任iCeMS的特聘教授。

刘莉、李俊君于11月1日分别调任为大阪大学研究生院医学系研究科心脏血管外科特聘副教授和特聘研究员。刘莉表示:“我认为调入大阪大学心脏血管外科是尽快实现我们目标的捷径。我们希望能早日将开发的技术应用于临床,拯救饱受病痛折磨的患者们。”

转载自Science Portal China
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