2020年度國家科學技術獎,干細胞研究成果榜上有名!

間充質干細胞、免疫細胞、外泌體源頭實驗室

2020年度國家科學技術獎,干細胞研究成果榜上有名!

2021年11月3日,2020年度國家科學技術獎勵大會在北京人民大會堂隆重舉行其中《缺血性心臟病細胞治療關鍵技術創新及臨床轉化獲得了國家科技進步二等獎。

2020年度國家科學技術進步獎(二等獎)

項目名稱

主要完成人

主要完成單位

提名者

缺血性心臟病細胞治療關鍵技術創新及臨床轉化

沈振亞,張浩,楊黃恬,胡士軍,劉盛,陳一歡,劉剛,曹楠,滕小梅,姬廣聚

蘇州大學附屬第一醫院,中國醫學科學院阜外醫院,中國科學院上海生命科學研究院,河北醫科大學第一醫院,中國科學院生物物理研究所

江蘇省

該項目建立了缺血性心臟病細胞治療的新理論體系,創建了細胞移植關鍵技術,突破了缺血性心臟病細胞治療的瓶頸應用創新技術顯著提升缺血性心臟病細胞治療的臨床療效;建立了心臟疾病細胞治療的臨床應用標準。
目前,該項目的創新技術已在國內多家醫院推廣應用,完成了國內最大樣本量的缺血性心臟病細胞治療臨床轉化應用,給患者帶來了福音
2003年,該項干細胞移植技術在國內率先成功應用于臨床,先后共完成135例次(截止2017年之前)干細胞移植,83.3%的患者癥狀明顯改善。
冠心病、心肌梗塞等缺血性心臟病發病率逐年上升,臨床常用的藥物治療、介入支架、外科搭橋等手段,僅能改善心肌供血,卻不能解決因缺血導致的心肌細胞缺失和繼發心室重構造成的終末期心衰問題。

2020年度國家科學技術獎,干細胞研究成果榜上有名!

二十年來,細胞療法一直被認為是心臟病的潛在解決方案。由蘇州大學附屬第一醫院等單位共同完成的“缺血性心臟病細胞治療關鍵技術創新及臨床轉化”項目,通過細胞治療解決上述難題,榮獲國家科技進步獎二等獎。

2020年度國家科學技術獎,干細胞研究成果榜上有名!

沈振亞教授團隊完成的項目榮獲國家科學技術進步二等獎

2021年8月27日,發表于《Stem Cells》上的綜述也曾對干細胞源性心肌細胞用于心臟修復和再生的研究進展進行了系統總結。
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2020年度國家科學技術獎,干細胞研究成果榜上有名!

細胞療法與基于細胞的旁分泌療法存在著機遇與挑戰,在更多的研究與機制被闡明之后,這一領域也將取得更大的進步。

干細胞療法為干預心血管疾病提供新思路

近年來無數研究者為修復受損心肌和改善心臟功能不斷努力,發現干細胞移植在心血管疾病治療上彰顯獨特優勢。

干細胞因易于分離培養、迅速擴增、多向分化及低免疫原性、移植性強等因素成為干預心血管疾病理想種子細胞。大量研究表明,通過干細胞治療后可改善心臟功能、提高生活質量。
心肌細胞作為永久細胞,一旦損傷后將永久缺失,損傷心肌由瘢痕取代,伴隨出現心力衰退、惡性心律失常等影響心臟功能。干細胞因其具有多向分化潛能、抗凋亡及旁分泌等作用為干預心血管疾病提供新途徑
干細胞療法干預心血管疾病四大作用機制

1. 可分化為心肌細胞:
各種心血管疾病發病主因是由于心肌細胞損傷后導致心臟重構,而有效防治心血管疾病是減少心肌損傷,誘導心肌細胞再生。
干細胞療法誘導后的心肌細胞可與宿主細胞之間形成閏盤,成為功能合胞體直接參與宿主心臟收縮,增強心肌局部收縮功能,讓心肌梗發病區損傷面積減少,提高射血分數改善心功能。
2. 可分化為血管內皮細胞:
心肌細胞具高代謝特征,促進心臟功能恢復基礎是保證足夠血液供應。因此誘導血管生成是心臟損傷后修復重要環節。
干細胞療法可通過血管內皮生長因子(VEGF)、堿性成纖維細胞生長因子(bFGF)、胰島素樣生長因子(IGF)、表皮生長因子(EGF)、抗壞血酸和肝素等誘導劑直接誘導干細胞分化為內皮細胞,促進心肌梗病肌邊緣區血管再生,增加缺血區微血管密度,改善血液供應。
3. 抗凋亡作用:
細胞凋亡時Bcl2表達減少,Bax表達增加,而Bcl2/Bax 比率減低,因此減少Bax蛋白表達同時增加Bcl-2蛋白表達水平可抑制心肌細胞凋亡,減輕心肌超微結構損傷,減少心肌酶外漏,具有逆轉心肌受損、改善心力衰退進程作用來改善心功能。
同樣,Fas/FasL系統、鈣敏感受體(CaSR)、ASK1/JNK信號通路等都參與了心肌細胞凋亡。而將干細胞移植后Bcl-2/Bax 比值上調會抑制caspase-3活化表達,從而減輕細胞凋亡程度。
4. 旁分泌作用:
干細胞移植后可以分泌多種細胞因子,參與抑制炎癥反應、抗纖維化、趨化及歸巢等過程。
⑴干細胞釋放 SDF-1、血管內皮生長因子、基質金屬蛋白酶-9,細胞間黏附分子-1和血管細胞黏附因子-1 等,使干細胞進入受損心肌內發揮趨化及歸巢作用;
⑵干細胞分泌白細胞介素(IL)、壞死因子(TNF)、集落刺激因子、趨化性細胞因子等可抑制心臟炎癥反應及減弱心臟纖維化程度;
⑶干細胞可通過ERK1/2通路來影響心肌成纖維細胞中mmp/timp表達,抑制TGF-β生成,起到抗心肌纖維化作用。

未來展望

綜上所述,干細胞療法作為一種高新技術干預方法,研究表明其在干預心血管疾病是通過增加心肌毛細血管密度,再生心肌細胞,減少細胞凋亡,減輕纖維化程度來改善心臟功能,具有廣闊應用前景。
總體來說,干細胞有望治療缺血性心臟病,其安全性和可行性也已經得到證實,相信不久的未來能夠給缺血性心臟病患者帶來福音。

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