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科学家首次从心脏病人取得皮肤细胞并重新设置其功能，将其转化为健康的心肌细胞，能够集成到已有的心脏组织上。

这项研究于5月22日在线发表于欧洲心脏期刊上，为通过使用心力衰竭病人自己的人工诱导多功能干细胞（hiPSCs）来修复他们损坏的心脏从而治疗他们带来了希望。由于重置功能的细胞来自病人自身，这可以避免病人的免疫系统将这些细胞视作“外来”的而排斥它们。然而，研究者警告说，在应用hiPSCs到人体上之前，还有大量的困难需要克服，在开始临床实验之前至少还需要五到十年的时间。

干细胞生物学和组织工程学的最新进展让研究者们能够考虑使用新的细胞恢复和修补损坏的心脏肌肉，但是一个主要的问题是缺乏良好的人类心肌细胞来源，还有问题是免疫系统的排异。最近的研究表明取得来自健康的年轻人的能够转化为心脏细胞的 hiPSCs 是可能的。然而，过去还没有发现能够从年老的病人身上取得 hiPSCs 的情况。此外，到目前为止，研究者们还不能将从 hiPSCs 制造出的心脏细胞集成到存在的心脏组织上。

以色列海法的 Rambam 医学中心及以色列技术研究所的 Sohnis 心脏电生理学和再生医学研究实验室的医学（心脏病学）及生理学教授 Lior Gepstein 领导了这项研究，他说：“我们的研究的创新和令人激动的部分是我们展示了从患有晚期心力衰竭的老年病人身上获取皮肤细胞，并在实验室的盘子里面变成他自己年轻时候的健康心肌细胞——这等价于他在刚出生时候的心脏细胞——是可能的。”

Sohnis 研究实验室的博士研究生 Limor Zwi-Dantsis 女士和 Gepstein 教授及他们的同事一起从两位男性心力衰竭病人（分别是51岁和61岁）身上取得了皮肤细胞，通过传递三种基因或者转录因子（Sox2, Klf4 及 Oct4）重新设置它们的功能，再用一种叫做丙戊酸的小分子将它们转换为细胞核。重要的是，这个重置的混合物里面不包括一种叫做 c-Myc 的转录因子，它被用于制造干细胞，但是同时也是一种致癌基因。

“临床使用 hiPSCs 的困难之一是细胞的成长失去控制，从而变成肿瘤。”Gepstein 教授解释道。“这个潜在的风险可能由多个原因所引起，包括癌因子 c-Myc ，以及用于携带转录因子的病毒随机集成进入细胞的 DNA 中——这种过程名为插入癌症。“

研究者也使用了一种替代方案，它包括一个将重置功能信息传递到细胞核中的病毒，但是这个病毒能够在之后的过程中被清除，从而避免了插入癌症。

结果，hiPSCs 能够分化成长成为心肌细胞，就如同来自作为对照组的年轻健康志愿者的 hiPSCs 成长的那样迅速。然后，研究者们能够让心肌细胞发展成为心脏肌肉组织，它们和已有的心脏组织结合在一起。在24-48小时之内，这些组织开始在一起跳动。“这个组织就像一个在每个跳动区域里面的微小的由大约1000个细胞组成的微观心脏组织。” Gepstein 教授说道。

“在该项研究中，我们首次表明了从心力衰竭的病人——他们是未来使用这些细胞的细胞治疗的目标人群——身上获取 hiPSCs 并且让它们分化成为能够与宿主的组织集成的心肌细胞。”Gepstein 教授说。

“我们希望从 hiPSCs 得到的心肌细胞不会在接下来移植到获取它们的同一个病人身上时被排斥。事实是否这样是活跃的观测焦点。在目前阶段，处理这个问题的一个困难是我们只能将人类的细胞移植到实验动物上，因此我们必须给实验动物喂压制免疫的药物以保证这些细胞不被排斥。”

在这个结果能够转化为对心力衰竭的病人进行临床治疗之前，还有大量的研究需要进行。“在临床转化中有若干困难。”Gepstein 教授说。“这包括：扩大制造出临床所需要数目的细胞；研发出能够提高细胞移植成活、成熟、集成和再生潜力的移植方案；开发出消除致癌风险或者和心脏自然节律相关问题的安全过程；进一步的动物实验以及大量的产业资金支持，因为这很可能是一个非常昂贵的努力。我估计如果人们能够克服这些问题，至少需要五到十年的时间才能进行临床实验。”

Gepstein 教授和他的同事将在其中一些领域进行进一步的研究，包括评估在细胞治疗和组织工程方案中使用 hiPSCs 在多种实验动物中治疗损坏的心脏，研究遗传的心脏病，以及药物研发和测试。