心脏组织工程研究新进展
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中国医药报
心脏组织工程是21世纪被人们十分看好的一个前沿新领域。早在1999年，美国心脏学会年会将应用组织工程对瓣膜性心脏病的治疗研究评选为全球心脑血管领域的十大进展之一之后，更激励了各国同行对心脏组织工程的关注。目前，心脏组织工程研究的进展主要表现在以下几个方面：
■细胞移植的研究
心肌细胞移植。近年来，Yokomuro等在以前研究的基础上，开展了对培养心肌细胞冷冻后移植(第1组)及冷冻保存的心肌细胞培养后移植(第2组)的两种模式下心肌细胞功能及生存率的研究。结果发现，当两组细胞移入心肌梗死区4周后，均可形成心肌样细胞。同时还检测到，第1组生存细胞数及搏动细胞百分率降低至(28±0.3)%；而第2组两个指标明显降低至(3±2)%时，其心肌跳动频率未受影响，从而使心肌细胞移植获得成功。
骨髓基质细胞移植。为验证成人骨髓基质细胞中的干细胞在心肌缺血环境诱导下可分化的假设，Wang等在暂时阻断的升主动脉内注入4×104特殊标记的骨髓基质细胞。结果发现，约有5%的标记细胞进入冠状动脉循环。4周后检测，心脏内约有500个标记细胞，其中400个在梗死心肌瘢痕内呈纤维细胞表型；50个在正常心肌组织内呈心肌细胞表型。该结果证实，骨髓基质细胞可通过冠状动脉进入梗死区域参与瘢痕修复及血管形成。
, 百拇医药
骨骼肌细胞移植。Suzuki等应用携带过表达连接蛋白的鼠骨骼肌细胞，通过加强心肌细胞的缝隙连接，以达到快速转化目的的实验获得了成功，并发现骨骼肌细胞移植对纠正晚期心力衰竭模型的心脏功能效果较好。Menasche等在2000年为一位72岁患者做冠状动脉旁路移植术的同时，进行了人体骨骼肌细胞移植治疗透壁心肌梗死。5个月后，患者心功能明显得到了改善，使骨骼肌细胞移植首次用于临床获得成功。
■右室流出道重建的研
在临床上，许多先天性心脏病需要建立从右室到肺动脉的管道来完成纠正畸形或修补缺损。因此，开展对右室流出道重建的研究，已成为心脏组织工程的又一个重点。近年来，这一研究取得了一系列的成功和突破。
构建肺动脉段成功。Shinoka等在积累了心脏瓣膜及组织工程血管经验的基础上，应用聚乙醇酸支架(长20毫米，直径15毫米)构建肺动脉段获得成功，从而首次提供了在体外构建右室流出道成功的经验。
, 百拇医药
完成间质细胞植入体内的实验。Steinhott等以去细胞羊的右室流出道为支架，在其上种植实验组羊的间质细胞及内皮细胞后植入体内，3个月后显示，其种植的间质细胞结构、细胞及基质成分发育良好。
三叶肺动脉心脏瓣膜植入告捷。Stock等在应用聚乙醇酸和Polyhydroxyoctano-ates支架构建了右室流出道的基础上，再应用后者构建了三叶肺动脉心脏组织工程瓣膜缝于流出道上，植入羊体内，24周后检查无血栓及瓣膜返流，揭开了三叶肺动脉心脏瓣膜植入成功的新记录。
搏动性补片实验获突破。Sakai等构建了一种更有活性功能的右室流出道结构。他们在体外分离、收集、培养同基因鼠的心肌细胞后，将其种植于明胶海绵支架上。1～3周后，发现心肌细胞有自发性搏动，为(103.7±20.9)次/分；而接种后的细胞-支架复合物-搏动性补片的自发性搏动为(76.7±43.3)次/分。将此补片植入羊右室流出道前壁，随着支架的降解，补片变薄，第4周仍有炎症反应，12周后支架完全降解，补片随心脏搏动，且无血栓形成及其他并发症。
近年来，心脏组织工程成为器官移植与修复外科发展最快的领域之一，部研究成果已用于临床。然而，作为一门新兴学科，其发展仍存在许多尚待解决的问题，如最佳种子细胞如何选择；在细胞移植中，植入心脏的途径与其他治疗手段如何选择；如何避免体外培养中细胞表面受体改变以及如何诱导干细胞分化、增殖等问题。但我们相信，随着科学的发展，只要经过不懈的努力，心脏组织工程在不久的将来，一定会成为心脏外科领域一道亮丽的风景线。, 百拇医药
■细胞移植的研究
心肌细胞移植。近年来，Yokomuro等在以前研究的基础上，开展了对培养心肌细胞冷冻后移植(第1组)及冷冻保存的心肌细胞培养后移植(第2组)的两种模式下心肌细胞功能及生存率的研究。结果发现，当两组细胞移入心肌梗死区4周后，均可形成心肌样细胞。同时还检测到，第1组生存细胞数及搏动细胞百分率降低至(28±0.3)%；而第2组两个指标明显降低至(3±2)%时，其心肌跳动频率未受影响，从而使心肌细胞移植获得成功。
骨髓基质细胞移植。为验证成人骨髓基质细胞中的干细胞在心肌缺血环境诱导下可分化的假设，Wang等在暂时阻断的升主动脉内注入4×104特殊标记的骨髓基质细胞。结果发现，约有5%的标记细胞进入冠状动脉循环。4周后检测，心脏内约有500个标记细胞，其中400个在梗死心肌瘢痕内呈纤维细胞表型；50个在正常心肌组织内呈心肌细胞表型。该结果证实，骨髓基质细胞可通过冠状动脉进入梗死区域参与瘢痕修复及血管形成。
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骨骼肌细胞移植。Suzuki等应用携带过表达连接蛋白的鼠骨骼肌细胞，通过加强心肌细胞的缝隙连接，以达到快速转化目的的实验获得了成功，并发现骨骼肌细胞移植对纠正晚期心力衰竭模型的心脏功能效果较好。Menasche等在2000年为一位72岁患者做冠状动脉旁路移植术的同时，进行了人体骨骼肌细胞移植治疗透壁心肌梗死。5个月后，患者心功能明显得到了改善，使骨骼肌细胞移植首次用于临床获得成功。
■右室流出道重建的研
在临床上，许多先天性心脏病需要建立从右室到肺动脉的管道来完成纠正畸形或修补缺损。因此，开展对右室流出道重建的研究，已成为心脏组织工程的又一个重点。近年来，这一研究取得了一系列的成功和突破。
构建肺动脉段成功。Shinoka等在积累了心脏瓣膜及组织工程血管经验的基础上，应用聚乙醇酸支架(长20毫米，直径15毫米)构建肺动脉段获得成功，从而首次提供了在体外构建右室流出道成功的经验。
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完成间质细胞植入体内的实验。Steinhott等以去细胞羊的右室流出道为支架，在其上种植实验组羊的间质细胞及内皮细胞后植入体内，3个月后显示，其种植的间质细胞结构、细胞及基质成分发育良好。
三叶肺动脉心脏瓣膜植入告捷。Stock等在应用聚乙醇酸和Polyhydroxyoctano-ates支架构建了右室流出道的基础上，再应用后者构建了三叶肺动脉心脏组织工程瓣膜缝于流出道上，植入羊体内，24周后检查无血栓及瓣膜返流，揭开了三叶肺动脉心脏瓣膜植入成功的新记录。
搏动性补片实验获突破。Sakai等构建了一种更有活性功能的右室流出道结构。他们在体外分离、收集、培养同基因鼠的心肌细胞后，将其种植于明胶海绵支架上。1～3周后，发现心肌细胞有自发性搏动，为(103.7±20.9)次/分；而接种后的细胞-支架复合物-搏动性补片的自发性搏动为(76.7±43.3)次/分。将此补片植入羊右室流出道前壁，随着支架的降解，补片变薄，第4周仍有炎症反应，12周后支架完全降解，补片随心脏搏动，且无血栓形成及其他并发症。
近年来，心脏组织工程成为器官移植与修复外科发展最快的领域之一，部研究成果已用于临床。然而，作为一门新兴学科，其发展仍存在许多尚待解决的问题，如最佳种子细胞如何选择；在细胞移植中，植入心脏的途径与其他治疗手段如何选择；如何避免体外培养中细胞表面受体改变以及如何诱导干细胞分化、增殖等问题。但我们相信，随着科学的发展，只要经过不懈的努力，心脏组织工程在不久的将来，一定会成为心脏外科领域一道亮丽的风景线。, 百拇医药