冠心病干細胞治療進展

1、冠心病干細胞治療進展曾幾何時-心肌細胞是終末分化細胞ONE WAY生命的單行線心肌細胞死亡/細胞外間質(zhì)破壞心肌重構(gòu)/心肌纖維化心室擴張心力衰竭血管破壞心肌缺血心肌細胞死亡/細胞外間質(zhì)破壞心肌重構(gòu)/心肌纖維化心室擴張心力衰竭血管破壞心肌缺血Without regeneration of myocardium and blood vesselDrugsStentCABG心肌細胞死亡/細胞外間質(zhì)破壞心肌重構(gòu)/心肌纖維化心室擴張心力衰竭血管破壞心肌缺血如何再生心??？Without regeneration of myocardium and blood vesselDrugsStentCABG MNC

2、s for AMI (2001.03.30 )燎原星火：干細胞的出現(xiàn)-心肌再生Embryonic Stem CellsBone Marrow Stem CellsSkeletal Muscle CellsAdipose-Derived Stem CellsPeripheral or Adult Progenitor CellsiPS Cells干細胞治療研究發(fā)展歷程Murry CE , 2004Balsam LB , 2004Chen SL, 2004Ge JB, 2006Zeiher AM, 2007Guan HM, 2007Gao LR, 2006開端Murry,1996Taylor,19

3、98Orlic, 2001臨床研究的興起移植途徑適應(yīng)癥探索 安全性研究 有效性研究Strauer BE, 2002Stamm C , 2003Perin EC, 2003Kamibata, 2002 Patel AN, 2005Siminiak T , 2005Archundia A, 2005Zeiher AM, 2006 Gao LR, 2006Wang Y, 2005Zhang SH, 2006Kang HJ , 2004Menasche P , 2003Yoon YS , 2004Rubio D , 2005Fernandes S, 2006Guan HM, 2007Bench to

4、Bedside 困惑和思考。Bench workBedside trialsBench workBedside trials干細胞移植治療存在的問題： 安全性？有效性? 移植對象: 誰是最合適群體？ 移植本身: 細胞: 最合適細胞類型? 時間: 最佳移植時間？ 途徑: 最佳移植途徑？ 劑量: 細胞數(shù)量與次數(shù)？ 作用機制: 再生和/或其他？ 細胞命運:示蹤？ 惡性腫瘤：胚胎干細胞 致心律失常：成肌干細胞 支架內(nèi)再狹窄：G-CSF動員 加速動脈粥樣硬化 微栓塞 安全性與移植細胞類型和方法有關(guān)細胞移植的安全性?BOOST：臨床益處18個月與對照組無差異細胞移植的有效性?目前的主要移植對象: AMI移

5、植對象擴大：陳舊性MI 缺血性心肌病 心肌炎心肌病 心律失常 先天性心臟病 心臟瓣膜病細胞移植的適應(yīng)癥?細胞移植的時機?毛細血管通透性高，炎癥細胞因子大量分泌細胞因子分泌減少疤痕尚未形成疤痕形成，歸巢受限早 期 心梗后1天到1周 中 期 心梗后1周到1月晚 期 心梗后1月以后 Huang RC et al. Heart 2008A: BMC transplantation within 24h after AMIB: BMC transplantation 3-7d after AMIC: BMC transplantation 7-30d after AMI細胞移植的時機?ABC骨髓干細胞M

6、ononuclear cellsHematopoietic stem cells: CD34+cells Endothelial prognitor cells AC133+cellsMesenchymal stem cells成肌細胞Skeletal myoblast外周血干細胞Mononuclear cellsCD34+cellsEndothelial prognitor cells集落刺激因子G-CSF細胞治療的途徑冠脈內(nèi)注射靜脈內(nèi)注射心肌內(nèi)注射脂肪干細胞Adipocyte stem cell細胞移植的作用機制？新生心肌細胞血管新生促使心臟干細胞分化內(nèi)分泌/旁分泌抗凋亡抗膠原增殖促使內(nèi)源

7、性干細胞歸巢MRI: LVEF improved significantly after repeat cell transfer移植方式:單次?多次?Yao K et al. Eur J Heart Fail. 2009 胚胎干細胞(ES): 萬能干細胞, 倫理學(xué)等因素應(yīng)用受限 成體干細胞: 多能干細胞 成肌干細胞: 與宿主心肌細胞無法融合 骨髓干細胞: 獲取方便；無倫理學(xué)和免疫源性問題基質(zhì)干細胞單個核細胞造血干細胞邊緣群細胞 誘導(dǎo)型胚胎干細胞(iPS); 人獸混合ES; 體細胞轉(zhuǎn)分化: 處于基礎(chǔ)研究階段 內(nèi)皮組細胞: 一定的成血管作用 心臟干細胞: 獲取不易，存在爭議 脂肪干細胞: 來源豐

8、富，獲取方便,分化率問題移植的細胞類型?成肌干細胞成肌干細胞：量大的優(yōu)勢與心肌細胞的融合缺乏連接蛋白表達 無法高質(zhì)量與宿主 心肌細胞融合旁分泌或自分泌不足潛在至心律失常 Circ Res 2004Fusion Between Cardiac and Skeletal Muscle Cells內(nèi)皮祖細胞Mechanisms of EPC-mediated neovascularizationJ Mol Cell Cardiol 2008內(nèi)皮祖細胞一定的成血管作用無法再生心肌外周血EPC數(shù)量較少臨床實驗結(jié)果不一致具有心肌樣分化潛能分化率低發(fā)育和定向誘導(dǎo)機制不清脂肪干細胞脂肪干細胞Day10Day1

9、7Day24并非所有骨髓細胞均可重建心肌骨髓干細胞中造血干細胞并不能修復(fù)梗死心臟純化骨髓干細胞中的有效成分，是決定干細胞治療效果的先決條件Deten,A et al. Cardiovasc. Res. 2005, 65: 52 63骨髓干細胞骨髓干細胞心臟干細胞-干細胞新興的希望Sca-1 +cellsc-Kit +cellsIsl-1 + cellsWt1 + cellsCardiac SP cells Sca1+細胞經(jīng)誘導(dǎo)后表達心肌標(biāo)志，經(jīng)移植能夠與心臟組織整合J. Biol. Chem. 2004小鼠心臟Sca-1+細胞PNAS 2003GATA4/cTnTANP/cTnTMLC-2vB

10、eltrami AP et al. Cell 2003, 114:763-776c-kit Nkx2.5 neuclei -SMA生理狀態(tài)已經(jīng)存在的c-kit+細胞可以改善心梗后的心功能小鼠心臟c-Kit+細胞MouseRatPostnatal Isl-1 + cardiac blasts enter differentiated cardiomyocyte lineagesHumanChien K et al. Nature 2005心臟Isl-1+細胞把細胞置于一層薄薄的高分子膜上，讓它們成環(huán)形排列。這些細胞會自發(fā)重新組合，最后形成一片心臟組織，這塊組織的形狀則由供細胞繁衍的空間決定。 心

11、臟干細胞在培育出心臟肌肉組織 Science 2009成體心臟外膜下存在Wt1(+)細胞，在心臟發(fā)育中可以分化成為具有功能的心肌細胞Nature 2008心臟Wt1+細胞紅色為示蹤劑，綠色為Actin-1。FEBS Lett. 2002Circ Res. 2005心臟SP細胞具有增殖和分化的潛力心臟SP細胞心臟SP細胞目前的研究僅限于原代分離的細胞和細胞系能否進行有效的體外擴增?分離心臟SP細胞特定條件下體外擴增誘導(dǎo)分化心肌內(nèi)移植我們的心臟SP細胞探索性研究心臟SP細胞的分選和培養(yǎng)7-10天出現(xiàn)集落樣生長細胞群心臟SP細胞ECCMSMCCPC心臟SP細胞的分化ECCMSMCCPC經(jīng)體外傳代培養(yǎng)的心臟SP細胞仍然具有分化潛力第2代: MHC nuclei第6代: GATA4nuclei第6代: MHC nuclei經(jīng)過Dil標(biāo)記的SP細胞心梗后SP細胞的移植移植后的觀察體外擴增的心臟SP細胞的心肌內(nèi)移植體外擴增的心臟