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科学家使用贻贝和干细胞中的无害蛋白质来治疗心肌梗塞

心肌梗死(MI)是致命疾病之一,其早期死亡率约为30%。因此,至关重要的是必须立即采取积极的治疗措施来预防心脏病发作。为了开发出一种有效治疗这种致命疾病的方法,韩国的一个研究小组最近提出了一种有效的干细胞治疗系统,该系统利用贻贝和干细胞中的无害蛋白质来治疗心肌梗塞。

POSTECH化学工程系的Hyung Joon Cha教授和Tae Yoon Park先生与汝ou岛圣玛丽医院胸腔和心血管外科的Sung Bo Sim教授以及胸腔和心血管外科的Lee Jongho Lee教授,大田圣玛丽医院开发了一种“基于粘附性蛋白的不混溶浓缩液系统”(APICLS),该系统可将间充质干细胞(MSC)有效地递送至受损的心肌组织,并使移植得以延长。通过利用贻贝粘附蛋白的相分离现象,他们能够轻松地将MSC包裹在液体凝聚层中。特别是,基于生物工程贻贝粘附蛋白的大规模生产,

心脏是循环血液的重要器官,同时通过电信号重复收缩和放松肌肉。当血管阻塞时,氧气和营养物质将无法提供给心脏,严重损害心脏肌肉,导致心肌梗塞并破坏血液网络。这导致心肌壁坏死,导致心肌壁变薄,这种现象被称为心肌梗塞。由于心脏在受损时无法再生,因此没有创新的方法再生受损的心肌。作为当前的治疗策略,用机械装置或心脏移植治疗患者。

最近,有许多研究建议将外源性干细胞移植到受损的心肌中,以帮助心脏再生,作为未来的治疗技术。然而,由于心脏的恶劣环境,移植的干细胞存活率非常低。即使移植成功,大多数干细胞也会很快死亡。

对于成功的MI干细胞疗法而言,要在受损心脏的恶劣环境中生存,必须具备两个条件。首先,必须将干细胞有效移植并保留在变薄的心肌中。其次,移植的干细胞必须迅速整合到周围的居民组织中,以通过形成血管来提高其生存能力。然而,迄今为止,目前的治疗方法不能将注射的干细胞成功地递送至梗塞的心肌组织,这使得维持移植非常困难。

联合研究小组将封装在APICLS中的MSC有效地注射到了变薄和梗死的心肌壁中。他们通过大鼠MI模型证明了体内可行性,因为贻贝粘附蛋白具有独特的粘附性和血管生成特性以及MSC的功效,因此移植的MSC在梗塞的心肌组织中存活了很长的时间。此外,受损的心肌形成新的血管,阻止了现有心肌细胞的进一步凋亡,并通过减少纤维化来再生受损的心肌壁。

可以预期,这项研究中提出的新的干细胞递送系统将在干细胞治疗市场中发挥重要作用,因为它使用了对人体无害的生物相容性材料。

“通过使用贻贝粘附蛋白,我们用MI大鼠模型进行了证明,并证明了其作为一种有效的干细胞注射策略的治疗效果。我们希望它也可以成功地应用于环境相似的慢性疾病和缺血性疾病,”负责这项研究的Hyung Joon Cha教授说。

同时,这项研究是POSTECH于Reuters去年在2019年最具创新性大学中发现的最具创新性的技术。它也发布在《受控释放杂志》的网站上,该杂志是药物输送领域中世界上最著名的杂志。这项研究得到了由韩国海洋与渔业部资助的海洋生物材料研究中心的资助。

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