美国威斯康辛大学医学院研究职员设计了不会爆发危险的心律失常的干细胞,扫除了心脏干细胞疗法的主要障碍。研究效果揭晓在最新一期《细胞·干细胞》杂志上。
为了建设治疗性心脏细胞,研究职员使用了多醒目细胞。从2012年到2018年,团队乐成地将多醒目细胞注射到受损的心壁中,以制造新的肌肉来替换在梗死时代丧失的肌肉。动物研究批注,移植的细胞会与心肌整合,与其他心脏细胞同步跳动并改善心脏的缩短力。可是这些研究中都发明了并发症。在植入的最初几周,心脏往往以危险的高频率跳动。
在成熟的心脏中,心率由称为起搏细胞的特殊细胞调理。这些细胞按期爆发电信号,诱导其他心脏细胞缩短。在起搏细胞中,电压从负(复极化)到正(去极化)往返循环。研究职员将其比作一个节奏器,正离子通过这些通道在细胞内快速收支。这种复极化和去极化循环爆发的速率决议了心率。
研究职员使用了RNA测序手艺来找出在细胞成熟的差别时间爆发了哪些离子通道。测序显示,某些类型的离子通道泛起在发育早期,然后随着细胞成熟而消逝,而其他类型的离子通道泛起在发育后期。
为了确定哪些离子通道是携带引起心律失常的电流的罪魁罪魁,科学家们使用基于CRISPR的基因组编辑手艺敲除去极化基因或激活复极化基因。他们建设了一个干细胞系,其中3个去极化基因被敲除,一个复极化基因被激活。
由这些干细胞爆发的心肌细胞是电静止的,就像成人心肌一样,可是当给予电信号时它们会缩短以模拟自然起搏。这些心肌细胞植入心脏后,成熟为成体细胞,电整合到心肌中,并与自然起搏同步跳动,所有这些都不会爆发危险的心率。
研究职员体现,这是心脏再生的须要条件。虽然还需要对工程细胞举行特另外测试,但他们已战胜了再生人类心脏的最大障碍。
科技日报讯(记者张梦然)