斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家及同事們，通過(guò)一種生物工程膠原蛋白薄片傳送一種蛋白，再生出了動(dòng)物體內(nèi)的受損心臟組織。這一突破性的成果發(fā)布在9月16日的《自然》（Nature）雜志上。

論文的資深作者、斯坦福大學(xué)兒科學(xué)副教授Pilar Ruiz-Lozano博士說(shuō)：“這一研究發(fā)現(xiàn)為開發(fā)出完全革命性的療法打開了大門。當(dāng)前還沒(méi)有有效的治療方法來(lái)逆轉(zhuǎn)心臟病發(fā)作后心臟中的瘢痕形成。”

斯坦福大學(xué)心臟病學(xué)博士后學(xué)者Vahid Serpooshan及加州大學(xué)圣地亞哥分校博士后學(xué)者Ke Wei是這篇論文的共同第一作者。

在心臟病發(fā)作時(shí)一些心肌細(xì)胞會(huì)死于缺血。替換這些死亡細(xì)胞對(duì)于器官完全康復(fù)至關(guān)重要。然而不幸的是，哺乳動(dòng)物心臟不能有效再生，會(huì)導(dǎo)致瘢痕組織形成。

蛋白質(zhì)幫助再生出死亡的心肌

每年心臟病發(fā)作在全球造成了數(shù)百萬(wàn)人死亡，并且在未來(lái)的幾十年里預(yù)計(jì)將會(huì)飛速增長(zhǎng)——到2030年時(shí)增高3倍。每年大約有73.5萬(wàn)美國(guó)人突發(fā)心臟病。由于早期治療方法的改進(jìn)許多患者現(xiàn)在能夠在損傷后存活下來(lái)，但造成的心肌細(xì)胞喪失可以導(dǎo)致心臟衰竭并有可能引發(fā)死亡。“因此大多數(shù)幸存者都面對(duì)著一個(gè)漫長(zhǎng)、漸進(jìn)的心臟衰竭過(guò)程，其生活質(zhì)量低下其承受著極高昂的醫(yī)療費(fèi)用，”Ruiz-Lozano說(shuō)。盡管人們一直在嘗試各種方法將健康心肌細(xì)胞移植到受損心臟中，但迄今仍未能成功地促進(jìn)治愈。

Ruiz-Lozano說(shuō)，以往斑馬魚中的一些心臟再生研究表明，心外膜是治愈受損心臟的一個(gè)驅(qū)動(dòng)因子。“我們想知道在心外膜中有什么刺激了心肌再生。”由于成年哺乳動(dòng)物心臟無(wú)法有效再生，他們也希望知道在心臟病發(fā)作后心外膜物質(zhì)是否可以在哺乳動(dòng)物心臟中刺激再生及恢復(fù)功能。

Ruiz-Lozano和同事們發(fā)現(xiàn)了心外膜分泌的Fstl1蛋白是心肌細(xì)胞的生長(zhǎng)因子。在培養(yǎng)皿中這一蛋白不僅推動(dòng)了心肌細(xì)胞增殖，研究人員還驚訝地發(fā)現(xiàn)在心臟病發(fā)作后人類受損心外膜組織中缺失了這一蛋白。

再度導(dǎo)入缺失的蛋白

研究人員著手將這一蛋白再度導(dǎo)入到心臟病發(fā)作小鼠及豬的受損心外膜組織中。他們是通過(guò)將一種負(fù)載Fstl1的生物工程薄片縫合到受損組織上做到這一點(diǎn)的。這些薄片由天然材料膠原蛋白所構(gòu)成，他們從結(jié)構(gòu)上改造膠原蛋白模擬了心外膜的某些機(jī)械特性。

由于這些薄片是由無(wú)細(xì)胞膠原構(gòu)成，受者無(wú)需免疫抑制藥物來(lái)避免排斥。隨著時(shí)間的推移，膠原蛋白材料會(huì)被吸收進(jìn)器官中。研究人員認(rèn)為這一材料的彈性與胎兒心臟相似，這是為心肌再生提供適宜環(huán)境的關(guān)鍵。新血管也可以在那里再生。

在接受薄片的2-4周內(nèi)，心肌細(xì)胞開始增殖，動(dòng)物逐漸恢復(fù)心臟功能。“許多人在接受薄片前病情嚴(yán)重，他們一直在等待心臟移植，”Ruiz-Lozano說(shuō)。希望最終能將相似的程序用于心臟遭受嚴(yán)重?fù)p傷的人類心臟病患者。