冠心病干细胞治疗进展

1、冠心病干细胞治疗进展曾几何时-心肌细胞是终末分化细胞ONE WAY生命的单行线心肌细胞死亡/细胞外间质破坏心肌重构/心肌纤维化心室扩张心力衰竭血管破坏心肌缺血心肌细胞死亡/细胞外间质破坏心肌重构/心肌纤维化心室扩张心力衰竭血管破坏心肌缺血Without regeneration of myocardium and blood vesselDrugsStentCABG心肌细胞死亡/细胞外间质破坏心肌重构/心肌纤维化心室扩张心力衰竭血管破坏心肌缺血如何再生心肌？Without regeneration of myocardium and blood vesselDrugsStentCABG MNC

2、s for AMI (2001.03.30 )燎原星火：干细胞的出现-心肌再生Embryonic Stem CellsBone Marrow Stem CellsSkeletal Muscle CellsAdipose-Derived Stem CellsPeripheral or Adult Progenitor CellsiPS Cells干细胞治疗研究发展历程Murry CE , 2004Balsam LB , 2004Chen SL, 2004Ge JB, 2006Zeiher AM, 2007Guan HM, 2007Gao LR, 2006开端Murry,1996Taylor,19

3、98Orlic, 2001临床研究的兴起移植途径适应症探索 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干细胞移植治疗存在的问题： 安全性？有效性? 移植对象: 谁是最合适群体？ 移植本身: 细胞: 最合适细胞类型? 时间: 最佳移植时间？ 途径: 最佳移植途径？ 剂量: 细胞数量与次数？ 作用机制: 再生和/或其他？ 细胞命运:示踪？ 恶性肿瘤：胚胎干细胞 致心律失常：成肌干细胞 支架内再狭窄：G-CSF动员 加速动脉粥样硬化 微栓塞 安全性与移植细胞类型和方法有关细胞移植的安全性?BOOST：临床益处18个月与对照组无差异细胞移植的有效性?目前的主要移植对象: AMI移

5、植对象扩大：陈旧性MI 缺血性心肌病 心肌炎心肌病 心律失常 先天性心脏病 心脏瓣膜病细胞移植的适应症?细胞移植的时机?毛细血管通透性高，炎症细胞因子大量分泌细胞因子分泌减少疤痕尚未形成疤痕形成，归巢受限早 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细胞移植的时机?ABC骨髓干细胞M

6、ononuclear cellsHematopoietic stem cells: CD34+cells Endothelial prognitor cells AC133+cellsMesenchymal stem cells成肌细胞Skeletal myoblast外周血干细胞Mononuclear cellsCD34+cellsEndothelial prognitor cells集落刺激因子G-CSF细胞治疗的途径冠脉内注射静脉内注射心肌内注射脂肪干细胞Adipocyte stem cell细胞移植的作用机制？新生心肌细胞血管新生促使心脏干细胞分化内分泌/旁分泌抗凋亡抗胶原增殖促使内源

7、性干细胞归巢MRI: LVEF improved significantly after repeat cell transfer移植方式:单次?多次?Yao K et al. Eur J Heart Fail. 2009 胚胎干细胞(ES): 万能干细胞, 伦理学等因素应用受限 成体干细胞: 多能干细胞 成肌干细胞: 与宿主心肌细胞无法融合 骨髓干细胞: 获取方便；无伦理学和免疫源性问题基质干细胞单个核细胞造血干细胞边缘群细胞 诱导型胚胎干细胞(iPS); 人兽混合ES; 体细胞转分化: 处于基础研究阶段 内皮组细胞: 一定的成血管作用 心脏干细胞: 获取不易，存在争议 脂肪干细胞: 来源丰

8、富，获取方便,分化率问题移植的细胞类型?成肌干细胞成肌干细胞：量大的优势与心肌细胞的融合缺乏连接蛋白表达 无法高质量与宿主 心肌细胞融合旁分泌或自分泌不足潜在至心律失常 Circ Res 2004Fusion Between Cardiac and Skeletal Muscle Cells内皮祖细胞Mechanisms of EPC-mediated neovascularizationJ Mol Cell Cardiol 2008内皮祖细胞一定的成血管作用无法再生心肌外周血EPC数量较少临床实验结果不一致具有心肌样分化潜能分化率低发育和定向诱导机制不清脂肪干细胞脂肪干细胞Day10Day1

9、7Day24并非所有骨髓细胞均可重建心肌骨髓干细胞中造血干细胞并不能修复梗死心脏纯化骨髓干细胞中的有效成分，是决定干细胞治疗效果的先决条件Deten,A et al. Cardiovasc. Res. 2005, 65: 52 63骨髓干细胞骨髓干细胞心脏干细胞-干细胞新兴的希望Sca-1 +cellsc-Kit +cellsIsl-1 + cellsWt1 + cellsCardiac SP cells Sca1+细胞经诱导后表达心肌标志，经移植能够与心脏组织整合J. Biol. Chem. 2004小鼠心脏Sca-1+细胞PNAS 2003GATA4/cTnTANP/cTnTMLC-2vB

10、eltrami AP et al. Cell 2003, 114:763-776c-kit Nkx2.5 neuclei -SMA生理状态已经存在的c-kit+细胞可以改善心梗后的心功能小鼠心脏c-Kit+细胞MouseRatPostnatal Isl-1 + cardiac blasts enter differentiated cardiomyocyte lineagesHumanChien K et al. Nature 2005心脏Isl-1+细胞把细胞置于一层薄薄的高分子膜上，让它们成环形排列。这些细胞会自发重新组合，最后形成一片心脏组织，这块组织的形状则由供细胞繁衍的空间决定。 心

11、脏干细胞在培育出心脏肌肉组织 Science 2009成体心脏外膜下存在Wt1(+)细胞，在心脏发育中可以分化成为具有功能的心肌细胞Nature 2008心脏Wt1+细胞红色为示踪剂，绿色为Actin-1。FEBS Lett. 2002Circ Res. 2005心脏SP细胞具有增殖和分化的潜力心脏SP细胞心脏SP细胞目前的研究仅限于原代分离的细胞和细胞系能否进行有效的体外扩增?分离心脏SP细胞特定条件下体外扩增诱导分化心肌内移植我们的心脏SP细胞探索性研究心脏SP细胞的分选和培养7-10天出现集落样生长细胞群心脏SP细胞ECCMSMCCPC心脏SP细胞的分化ECCMSMCCPC经体外传代培养的心脏SP细胞仍然具有分化潜力第2代: MHC nuclei第6代: GATA4nuclei第6代: MHC nuclei经过Dil标记的SP细胞心梗后SP细胞的移植移植后的观察体外扩增的心脏SP细胞的心肌内移植体外扩增的心脏