节律跳动的心脏细胞再生

在iScience上发表的一项新研究中，休斯顿大学药学系的科学家们报告了一种将人类心肌细胞(心肌细胞)重新编程为心脏浦肯野细胞的方案，能够在整个心脏中传导电信号。

研究中提供的证据表明，新方法可以恢复心脏的电传导并改善心脏功能。将专门的心脏浦肯野细胞植入患病的心脏，而不是心肌细胞，将能够进行治疗性修复和有节奏的心跳。该研究推动了对心脏再生优化细胞疗法的探索，并可以促进心脏病新药的开发。

如果您的心力衰竭，您可能会服用ACE(血管紧张素转换酶)或PDE(磷酸二酯酶)抑制剂，或β受体阻滞剂，例如卡维地洛或美托洛尔。不幸的是，这些药物中的大多数都有严重的副作用，并且只对部分患者有效。更重要的是，这些药物都不能阻止心肌细胞死亡和心脏疤痕组织的形成，而后者会导致大多数心力衰竭。事实上，终末期心力衰竭的唯一治疗选择是移植，这是有风险的、昂贵的，而且在大多数情况下是不可行的。

再生医学有望治愈心血管疾病(CVD)。然而，通过直接植入心肌细胞来再生衰竭的心脏并不是理想的解决方案。

“这是因为，植入的心肌细胞通常不能被接受者的心脏同步电激活，并且会以与心脏其他部分不同的速度收缩，从而诱发心律失常，”该研究的资深作者BradleyMcConnell博士说，休斯顿大学药理学教授。

取而代之的是，植入可以随着每次心跳同步收缩和放松的细胞，因为它从起搏器组织通过心脏的肌肉壁(心肌)发出脉冲，将提供更好的选择。这种细胞的一个例子是心脏浦肯野细胞，它是心脏传导系统(CCS)的组成部分。

“我们是第一个证明使用独特的小分子混合物将人类心肌细胞系(AC16-CM和iPSC-CM)成功直接重编程为浦肯野样细胞的人，”McConnell和博士生NicoleProdan说。麦康奈尔的实验室。“直接重编程是一种产生表观遗传不稳定塑性状态的技术，可促进完全分化和成熟的细胞转化为不同的新细胞类型。”

“我们对人类心肌细胞的小分子处理导致浦肯野细胞分化，导致关键的浦肯野细胞基因表达和快速电信号传导，与天然浦肯野细胞相当，”Prodan说。

研究人员表明，分化方案产生的浦肯野细胞在遗传和功能上与天然心脏浦肯野细胞相似。培养的细胞表达关键的心脏浦肯野基因，如CNTN2、ETV1、PCP4、IRX3、SCN5a和HCN2，并以更快的速度传导电信号。

McConnell的团队与休斯顿大学生物学和生物化学教授RobertSchwartz博士和PreethiGunaratne博士合作开展了这项研究。

在美国，每36秒就有一个人死于心血管疾病。到2035年，CVD预计将影响1.3亿人。目前，没有任何治疗方法可以防止心脏细胞死亡，而心脏细胞是CVD的根本基础。

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