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干细胞治疗

新进展!脂肪干细胞在缺血性心脏病中的应用:安全性和可行性分析

来源: 发布日期:2024-03-01 浏览次数:234次

心脏病

缺血性心脏病(IHD):一种常见的心血管疾病,是大多数急性心脏病的罪魁祸首,IHD主要由冠状动脉粥样硬化导致的动脉血管狭窄或阻塞引起,进而引发心肌缺血缺氧和器质性病变,最终发展为心力衰竭和死亡。


近日,Xiao等人发表了一篇关于脂肪干细胞(ASCs)治疗IHD的综述,文中重点阐述了基于ASCs的治疗理论、ASCs的组织类型和来源选择、影响ASCs的功能因素、ASCs的工程策略以及临床应用,见下文。


心脏病


一、ASCs的治疗机制分析

随着时间的推移,关于使用ASCs治疗IHD的机制观点不断演变,这些理论推动了ASCs更好的管理,如图1所示,ASCs具有良好的分化能力和旁分泌潜力,使其能够从多个方面有效治疗IHD。


干细胞治疗


①ASCs的促血管生成作用:大量研究认为,ASCs移植之所以能促进缺血区域代偿性血管生成,其重要因素在于其强大的旁分泌作用,它能产生多种促进血管生成的细胞因子,包括VEGF、bFGF、HGF、PDGF、IGF-1等。

②ASCs的免疫调节作用:心梗后,先天免疫反应被触发,其特征是大量炎性免疫细胞的募集和浸润,如单核细胞衍生的M1巨噬细胞,最终转化为抗炎的M2巨噬细胞,并伴随着各种促炎和抗炎细胞因子释放。因此,从免疫病理学角度来看,ASCs对IHD具有积极作用。

二、ASCs的组织类型和来源选择

哺乳动物脂肪组织分为三种类型:白色、棕色和米色。研究发现,与白色相比,从棕色中分离的ASCs,增殖、分化和旁分泌潜力明显更强。此外还发现从棕色脂肪中获取的ASCs,可以自主分化为心肌细胞。


临床研究


除了组织类型外,脂肪组织的来源也会影响ASCs特性。研究发现,与皮下脂肪来源的ASCs相比,心外膜脂肪来源的ASCs表现出了更好的血管生成作用,因此考虑到不同来源的ASCs生物学行为不同,选择合适来源的细胞用于IHD研究至关重要。

三、影响ASCs的功能因素

①老化:虽然ASCs数量会随着年龄的增长而减少存在争议,但不可否认的是,衰老确实会对ASCs的生物学特征产生负面影响。研究表明,从老年动物或个体中获得的ASCs其增殖率和活率会急剧下降。


临床研究


②糖尿病:患者体内的微环境,如高血糖、过度氧化应激、线粒体功能障碍、促炎细胞状态和缺氧,这些变化会在一定程度上影响ASCs。研究表明,糖尿病患者的ASCs与正常人相比,其增殖能力会随着患者病情的加重而减弱,衰老和细胞凋亡也会增加。

③动脉粥样硬化(ATH):研究发现,与从非ATH供体分离的ASCs相比,源自ATH受试者的ASCs表现出独特的特征,ATH会显著损害ASCs的免疫调节功能并对其治疗效率产生负面影响。

四、工程化ASCs

近些年来,有研究者们将ASCs封装在各种生物材料中,以增强它们在缺血心肌中的输送和保留。体内研究表明,越来越多的生物材料显示出了增强细胞保留和促进心脏修复前景,移植ASCs存活率的提高,其衍生的心肌细胞会跟着增加,血管生成能力也会得到增强,从而促进心脏修复。


临床研究


五、临床试验

目前ASCs已广泛用于IHD的基础研究和临床试验,主要目的是为了评估ASCs对心脏病患者的安全性、可行性和有效性(表2)。但由于IHD的复杂性和严重性,目前ASCs在该领域的临床应用仍处于早期阶段。


临床研究


在表2已完成的临床试验中,已证实了ASCs治疗心力衰竭或心肌梗塞的安全性和有效性。但未来仍需要长期、大样本的后续临床试验为该方案提供更多数据支持。

总 结:ASCs易于获取,具有微创性、高产量、低免疫原性且不存在伦理问题,这使其成为再生医学的创新选择,它能通过分化为心肌细胞和内皮细胞在IHD中发挥治疗作用,所以持续优化的递送策略对于ASCs的临床转化具有重要价值。


参考资料:

Weizhang Xiao and Jiahai Shi, Application of adipose-derived stem cells in ischemic heart disease: theory, potency, and advantage. DOI 10.3389/fcvm.2024.1324447.



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