作為由嚴重心血管疾病引起的醫療緊急事故，心肌梗塞（MI）對心臟造成永久性的危及生命的損傷。在一項新的研究中，來自中國香港城市大學和韓國天主教大學等研究機構的研究人員開發出一種雙管齊下的方法：利用兩種類型的干細胞同時再生心肌細胞和心臟血管系統。這一發現為開發出一種修復發生心肌梗塞的心臟（下稱MI心臟）的療法提供了希望，而且一旦開發成功，這種療法有望作為對重癥患者進行現有的復雜且危險的心臟移植的替代方案。相關研究結果近期發表在Nature Communications期刊上，論文標題為“Dual stem cell therapy synergistically improves cardiac function and vascular regeneration following myocardial infarction”。
心肌梗塞是一種由心肌的冠狀動脈供血不足引起的致命疾病。它導致心肌細胞（CM）的永久性損失和瘢痕組織形成，從而引起心臟功能的不可逆破壞，甚至心力衰竭。針對嚴重心肌梗死和晚期心力衰竭的治療選擇是有限的，心臟移植是最后的選擇。但是，它風險很大，成本高，并且受限于合適的供者。因此，基于干細胞的療法已成為一種有前途的治療選擇。
香港城市大學生物醫學科學系干細胞生物學家Ban Kiwon博士一直致力于開發新型的基于干細胞的心臟再生療法。他解釋道，“心臟是一種由心肌和血管組成的器官，在那里，血管是向心肌供應氧氣和能量所必不可少的。鑒于心肌梗塞發生后，心肌和心臟血管系統都會受到嚴重損傷，因此治療策略應當側重于同時對這兩者進行綜合修復。但是，在此之前，這些策略僅專注于修復其中的一種。
基于此，Ban博士及其合作者開發了一種雙管齊下的方法。它旨在通過利用兩種主要的干細胞類型---人骨髓間充質干細胞（hMSC）和源自人誘導性多能干細胞的心肌細胞（hipsC-CM），同時讓心肌和心臟血管系統再生。
在這項新的研究中，之所以使用hMSC是因為它們具有突出的旁分泌活性，可分泌良好的蛋白來促進血管再生和內皮細胞存活；之所以使用hipsC-CM是因為它們與人原代心肌細胞在心臟特異性基因、結構蛋白和離子通道的表達方面，更重要的是在自發性收縮方面，具有相似性。
首次研究兩種不同的干細胞對心臟修復的影響
雖然之前的多項研究分別描述了hiPSC-CM或hMSC對心肌梗塞的有益作用，但是這是同時探究這兩種不同干細胞在心臟修復中的作用的第一項研究。這些研究人員采用了一種雙管齊下的方法：hMSC和hiPSC-CM通過兩種不同的途徑加以遞送。將hipsC-CM直接心肌內注射到大鼠心臟的邊緣區域，而將裝載hMSC的補片植入在梗塞區域的頂部上，就像繃帶那樣。
這些結果顯示，這種雙管齊下的方法導致MI心臟中的心臟功能的顯著改善和血管形成的增強。植入的裝載hMSC的補片不僅提供了如預期的那樣增強血管再生的微環境，而且還改善了hipsC-CM的停留，最終增強了心臟功能并恢復了受損的心肌。
此外，組織學分析結果表明，裝載hMSC的補片的植入促進了注射的hiPSC-CM的功能成熟。它們在細胞變得更加細長和具有矩形的形狀，組裝起來似乎更有條理，這是成熟的成體心肌細胞的典型形態特征。心肌內注射的hipsC-CM的功能成熟尤為重要。這是因為它可以降低心律失常的潛在風險，其中心律失常意味著心臟不規則收縮，這是心臟性猝死的一個主要原因。
心臟再生及其他方面的應用潛力
Ban博士說，“我們相信這種新型的雙管齊下的方法能夠潛在地為心臟再生領域提供轉化益處和臨床益處。基于相同的原理，這種治療方案也可能適用于修復其他器官，包括大腦、肝臟和胰腺，在那里，多種類型的干細胞是共存的。”這些研究人員如今正在大型動物模型（比如豬）中開展后續研究。
