用干细胞修复破碎的心

同样在本周，科学家们已经证明，成人心脏中含有一种叫做心外膜干细胞的干细胞，如果心脏部分受损，这种干细胞可以被一种叫做胸腺蛋白酶β 4的信号触发，产生新的肌肉细胞。本周，克里斯采访了该论文的作者，来自伦敦大学学院的保罗·莱利教授……

保罗:我们试图解决的问题是，成年人的心脏在心脏病发作或受伤后无法自我修复。我们热衷于利用成人心脏中有一种细胞类型，这种细胞类型也在发育过程中被发现。它们是在怀孕期间心脏形成时发现的，我们想尝试重新获得这些细胞的一些潜力，在心脏形成过程中使用，来修复和修复成人的心脏。这和老鼠的情况一样。

Chris -所以它在某种程度上概括了疾病状态下的胚胎状态这样受损的部分就能再生。

保罗-没错。我们并不是第一个描述心脏中可能存在的干细胞潜力的小组，但之前描述的细胞非常罕见，事实上，它们不太容易变成心肌细胞或血管细胞。如果它们这样做了，它们已经非常成熟了，所以它们没有真正的功能。我们想要做的是找到一种更容易控制或更好的目标细胞类型我们选择的细胞类型既有助于血管发育也有助于心脏发育中的肌肉细胞。这些细胞称为心外膜细胞。

克里斯:它们存在于成年人体内，所以它们可能会在受伤时被招募。

保罗-没错。它们排列在成人心脏肌肉的外面，人们认为它们基本上已经停止了它们需要做的事情因为它们在发育过程中起了作用然后它们的活动就被关闭了。所以从我们的角度来看，关键的事情是尝试重新激活这个程序，并尝试让这些细胞把时钟拨回去，表现得更像它们在胚胎中的行为。

克里斯-你是怎么做到的?

保罗:我们从之前的研究中已经知道，一种非常重要的蛋白质，叫做胸腺素- 4，如果它在老鼠心脏中失去功能，心脏就不能正常形成，也不能形成冠状血管。缺损在这些胚胎心外膜细胞水平。然后我们做了一个巨大的飞跃我们将胸腺素- 4添加回成年细胞中，在准备过程中尝试看看胸腺素- 4是否在发育过程中是必要的，同时也是充分的，以激活成年细胞类型。幸运的是，胸腺蛋白酶4被证明非常擅长使这些细胞分裂，迁移，在这个例子中变成平滑肌细胞，一些成纤维细胞和一些内皮细胞。这些是冠状血管和心脏骨架的关键细胞类型。我们当时不知道的是它们是否有潜力产生心肌这就是这项研究的本质。

克里斯:为了追踪这些细胞在受伤情况下的作用，你是怎么做的?

保罗:这项研究实际上是基于2008年的两项发现，即胚胎心外膜细胞也有助于心脏肌肉的形成。在那项研究中，其中一组使用了转基因老鼠。这只老鼠在心脏发育过程中通过表达的一个胚胎基因驱动心外膜细胞中的绿色荧光蛋白。这在成年细胞中是关闭的，所以我们推断，如果我们在这些成年细胞中重新激活任何胚胎潜能，也许我们也真的恢复了胚胎基因的表达。我们把那只老鼠加入胸腺素- 4，持续了几天，我们就能打开成年细胞的绿色标签。所以我们所做的就是我们重新激活了一个胚胎基因程序，我们能够观察这些细胞对损伤的反应，我们在老鼠身上诱导心脏病发作。在这种情况下，我们能够观察到它们中有一部分变成了新的心肌。

克里斯-这些发光的绿色细胞不可能来自其他来源。

保罗:嗯，这是个很好的问题。事实上，这是我们在《自然》杂志上发表的研究的审稿人向我们提出的问题。他们的关键观点是，我们可能只是在观察现有的肌肉细胞，它们已经开启了绿色荧光蛋白，所以我们只是在现有的心脏细胞中开启了基因程序。我们所要做的就是做一些细胞移植实验来证明这一点。我们从一只供体动物身上提取了被标记的细胞，这些细胞经历了胸腺素- 4治疗，然后受伤，然后把它们放入一只没有转基因标记的宿主老鼠体内。这只老鼠在受伤时也经历了胸腺素- 4的启动。所以我们把绿色的细胞放入，如果你喜欢的话，在心脏的白色背景中，我们可以看到这些细胞变成了心肌。

Chris -所以这里的底线是你已经确定了有一群细胞，尽管它们数量很少，你可以打开它们，它们可以找到正确的位置，变成正确的细胞来修复损伤，而不需要人们添加新的细胞，到目前为止，这一直是教条。

保罗:没错。所以关键是，是的，心脏中确实存在可被重新激活的常驻细胞，当它们这样做时，它们可以显著修复受损区域。所以我们也能从功能上评估心脏功能。这是通过磁共振成像研究完成的，我们发现心脏功能，作为这种治疗的结果，提高了大约25%。

克里斯-这是一个巨大的进步，甚至没有人认为这是可行的。这是来自伦敦大学学院的保罗·赖利，他下一步的研究将是制造一种人工形式的胸腺素- 4，它是激活这些干细胞的物质。