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目前,诱导人多能干细胞(human pluripotent stem cells,hPSCs)向心肌细胞的诱导分化体系已经非常成熟,特别是B27-insulin诱导体系的出现,大大提高了人多能干细胞源心肌细胞的分化效率。但是,B27含有该分化体系中不可或缺的成分——牛血清蛋白(bovine serum albumin,BSA),其中可能存在动物源性的不明成分及潜在病毒感染;同时,B27价格高昂,这些都限制了其今后在临床上的广泛应用。本实验中,我们发明了一种无BSA且化学成分完全明确的培养液(命名为VN),可以诱导人多能干细胞高效地向心肌细胞分化,细胞cTNT的阳性率超过了80%。为了检测该分化体系下诱导的心肌细胞的功能,我们将其直接注射到急性心肌梗死模型大鼠的心肌层。实验终止点超声结果显示,同对照组相比,实验组大鼠的心功能指标左心室射血分数和短轴缩短率在绝对值上改善明显(ΔEF和ΔFS)。我们选用了实验室在xeno-free条件下建立的人胚胎干细胞系(Q-CTS-hESC-2),其分化获得的心肌细胞在内毒素和病原菌方面的检测结果达到了临床应用标准。我们首次完成了从人胚胎干细胞培养到向心肌细胞分化的整个过程都在化学成分完全明确的条件下进行,并获得了临床级功能性人胚胎干细胞源心肌细胞,这为临床级别的人多能干细胞源心肌细胞用于心脏疾病的再生医疗奠定了基础。 多能干细胞源心肌细胞在心脏疾病再生治疗的临床前实验中取得了重大进展,移植的细胞能与宿主细胞发生结构整合。但细胞植入心脏后,细胞存活效率极其低下,主要是因为单细胞形式移植时细胞会发生失巢凋亡。目前,大量研究也主要是将生物相容性较好的材料制成水凝胶和细胞共移植,以期增加细胞移植后的存活效率。本试验中,我们尝试找到一种和hESC-CMs共移植的生物材料,可以改善hESC-CMs存活并有利于其促进模型动物心功能的恢复。我们选取了Matrigel、海藻糖酸钠和透明质酸钠三种材料和细胞共移植,并注射等体积生理盐水作为实验对照组。实验终止点心脏程序性电刺激结果显示,四组实验中透明质酸钠组诱导性心律失常发生率最低。t检验结果显示,三组材料和细胞共移植后同生理盐水相比,能显著改善大鼠心功能。Oneway ANOVA统计分析发现,透明质酸钠和细胞共移植后,左心室重构病理改变被延缓,左心室收缩功能显著改善,左心室射血分数显著增加。透明质酸钠和hESC-CMs共移植后,有利于hESC-CMs改善急性心肌梗死后心功能恢复。