Circulation Res：心臟干細胞療法作用機制仍是個謎

在眾多的臨床試驗中，科學(xué)家們將不同類型的祖細胞（progenitor cell）注射到病人體內(nèi)有助治療受損的心臟。在某些情況下，病人的確具有更好的心臟功能，但是究竟是如何導(dǎo)致的？科學(xué)們家之間對這個問題一直存在分歧。根據(jù)一項新的針對大鼠的研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)注射入體內(nèi)的祖細胞本身并不是通過增殖產(chǎn)生新的心肌細胞而導(dǎo)致心臟功能改善。相關(guān)研究結(jié)果于2016年2月2日在線發(fā)表在Circulation Research期刊上，論文標(biāo)題為“Long-Term Outcome of Administration of c-kitPOS Cardiac Progenitor Cells After Acute Myocardial Infarction: Transplanted Cells Do Not Become Cardiomyocytes, but Structural and Functional Improvement and Proliferation of Endogenous Cells Persist for At Least One Year”。

“這些細胞并不會變成成體心肌細胞”，論文共同作者、美國路易斯維爾大學(xué)醫(yī)學(xué)院心臟細胞療法研究員Roberto Bolli說，“因此，其中的機制顯然是一種旁分泌作用，即這些細胞釋放某種讓心臟變得更好的‘物質(zhì)’。最重要的問題是‘這種物質(zhì)是什么？’”

Bolli團隊研究人員研究了所謂的c-kit +細胞的命運，其中c-kit +細胞是從心臟中收集的祖細胞，之所以被稱作這種名字，是因為這些細胞存在一種特定的激酶。c-kit +細胞在制造心肌中的作用一直是科學(xué)家們之間長期爭論的來源：一些研究發(fā)現(xiàn)沒有證據(jù)證實它們在體內(nèi)產(chǎn)生新的心肌細胞，而其他的研究得出的結(jié)論是，如果條件合適的話，它們確實能夠制造心肌。?

在此之前，Bolli團隊和來自哈佛醫(yī)學(xué)院的Piero Anversa 研究小組開展一項針對心臟病病人的臨床試驗中，他們將c-kit +細胞輸注到病人體內(nèi)。這項I期臨床試驗提示著這種注射c-kit +細胞的療法降低心臟損傷。這臨床試驗的研究結(jié)果發(fā)表在2011年11月26日那期Lancet期刊上，論文標(biāo)題為“Cardiac stem cells in patients with ischaemic cardiomyopathy (SCIPIO): initial results of a randomised phase 1 trial”。當(dāng)時，Lancet期刊編輯對來自哈佛醫(yī)學(xué)院的作者們繪制的這篇論文中的兩幅補充圖片表達了擔(dān)憂。

對各種心臟細胞療法的研究已發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)細胞并不能在超過幾周的時間內(nèi)停留在心臟內(nèi)，這提示著這些細胞的作用機制可能并不在于它們自己直接產(chǎn)生新的心肌組織。為了測試c-kit +細胞是否也是這樣，在這項新的研究中，Bolli團隊從健康雄性大鼠心臟中收獲c-kit +細胞，然后將它們注射進已被誘導(dǎo)心臟病發(fā)作的雌性大鼠體內(nèi)。

與對照組雌性大鼠相比，在這些接受治療的雌性大鼠中，它們的心臟具有較小的瘢痕組織，更多的心肌組織，因而具有改善的心臟功能。為了追蹤這些注射的c-kit +細胞到底發(fā)生了什么，研究人員挑選出含有Y染色體的細胞，發(fā)現(xiàn)在心臟中，這種染色體占細胞核的4～8％。很多的這些細胞失去了c-kit陽性，而且從它們的形態(tài)上看，這些細胞并不是心肌細胞，并不促進心臟收縮。“說實話，我不知道它們是什么”，Bolli（也是Circulation Research期刊的總編輯）說，“這就是我們正在試圖弄清楚的東西?！?/SPAN>

看起來這些接受治療的雌性大鼠確實發(fā)生更多的細胞增殖，Bolli將這歸于這種細胞療法?！胺浅Ａ钊顺泽@的是，在移植后長達12個月內(nèi)，這種增殖持續(xù)進行，這是另一種我無法解釋的事情”，他說，“這種僅進行一次的移植如何能夠激活持續(xù)12個月的增殖反應(yīng)？”

研究人員已提出移植的這些細胞可能釋放細胞因子、生長因子、微核糖核酸（microRNAs）、外來體（exosome），或者其中的一些組合，從而導(dǎo)致在動物和一些人研究中觀察到的積極結(jié)果。正在美國洛杉磯市的西達斯西奈醫(yī)院（Cedars Sinai Hospital）開發(fā)心臟細胞療法的Eduardo Marbán在電子郵件中告訴《科學(xué)家》雜志，“這項研究只是證實了我們和其他人幾年前已建立的一個范例?！?/SPAN>

并不是所有的實驗都支持這種旁分泌假設(shè)。Anversa如今在瑞士盧加諾市的提契諾心臟中心（Cardiocentro Ticino）工作，就曾報道這些移植的c-kit +細胞能夠變成新的心肌細胞。在起訴哈佛醫(yī)學(xué)院針對他的實驗室進行調(diào)查（這種調(diào)查導(dǎo)致撤回一篇論文和以及修改一篇論文）后，他去年離開哈佛醫(yī)學(xué)院。他拒絕透露他當(dāng)前的職位。
Anversa說，他無法解釋這種不一致性，但是對他而言，它并不吃驚，這是因為相同的細胞在不同的實驗中發(fā)揮不同的作用?！斑@項研究給我留下深刻影響。它非常出色”，他告訴《科學(xué)家》雜志，“這些數(shù)據(jù)與他們對這些研究結(jié)果的解釋是一致的?！?/SPAN>

但是倫敦國王學(xué)院研究員Bernardo Nadal-Ginard，說這篇論文有“幾個顯著的缺陷”。首先，他注意到，并不是所有的c-kit +細胞都是心臟祖細胞。“這些移植的細胞具有旁分泌效應(yīng)已被證實好多次”，Nadal-Ginard在給《科學(xué)家》雜志的電子郵件中寫道，“這種效應(yīng)在這些心臟祖細胞（cardiac progenitor cells, CPCs）的‘更新’、‘復(fù)制’或‘?dāng)U增’中發(fā)揮的作用是人們的猜測，這是因為[這篇論文的]作者們并沒有尋找CPCs。他們只是監(jiān)控c-kit +細胞。”

無論c-kit +細胞---或者用于心臟療法中的任何其他類型的細胞---的作用機制是什么，臨床試驗仍然正在進行當(dāng)中。目前，Bolli負責(zé)一項II期臨床試驗的部分項目。這項II期臨床試驗當(dāng)前正在招募病人以便探究源自心臟的c-kit +細胞、源自骨髓的間充質(zhì)干細胞或者這兩種細胞組合使用治療缺血性心肌病的療效。