移植成体干细胞为受伤的心脏提供持久的帮助
MD安德森新闻发布2010年5月7日
新的成像技术记录心肌梗死小鼠模型后的改善
休斯顿-德克萨斯大学MD安德森癌症中心的研究人员在《循环研究》杂志发表前在线报告称，在心脏病发作引起的损伤周围注射成人干细胞在老鼠模型中存活了一年，并提高了心脏泵送效率。188bet体育网址
圣卢克圣公会医院(St. Luk188bet体育网址e ' s Episcopal Hospital)德克萨斯心脏研究所(Texas Heart Institute)的研究人员进行的这项研究，使用了MD安德森(MD Anderson)研究人员开发的创新成像技术，跟踪干细胞的位置和随时间变化的表现。
在早期人类临床试验中，将患者自己的成体干细胞注射到心脏中已经显示出一些在心脏病发作后帮助恢复的功效，该研究的资深作者爱德华·t·h·叶医学博士说，他是MD安德森心脏病学系的教授和主任。
“但是没有人知道它们是如何工作的，或者干细胞在心脏中能维持多久并发挥作用，”Yeh说。“这项研究显示了一种成体干细胞是如何工作的。”
该团队的研究集中在成人188bet体育网址干细胞上，这些干细胞可以分化成有限种类的组织，在血液中循环，并通过细胞表面CD34蛋白的存在来区分。这些cd34阳性细胞通常分化为血管细胞，也称为内皮细胞。
Yeh和同事早期188bet体育网址的研究表明，CD34+细胞能够变成心肌细胞、血管细胞和平滑肌细胞。
一系列实验表明:
- CD34 +细胞在心脏的左心室存活12个月或更长时间。
- 与对照组相比，接受治疗的小鼠左心室射血分数(一种测量每次收缩时从心脏泵入到其他器官的血液量的指标)在52周内有所改善。在心脏病发作和治疗后，LVEF从基线水平的50%上升到37%，而在未治疗的小鼠中，这一比例分别为51%和28%。
- 这种改进是在受伤区域内和周围的血管形成，或干细胞对其他附近细胞的帕拉卡碱信号，而不是形成新的心肌。使用由Yeh和同事开发的抗体技术，该团队发现阻断新血管形成的抗体完全否定了治疗益处，同时阻断心肌细胞形成的抗体没有效果。
叶说，心室射血分数测量每次收缩时从心脏泵出的血液的百分比，是衡量心脏功能的最重要的指标之一。LVEF通常在55 - 60%左右。一些癌症化疗会削弱心脏功能。“肿瘤学家非常密切地关注病人的射血分数，因为当它下降时，他们不会给化疗，”Yeh说。
多种成像方法可以精确定位移植干细胞的位置和表现
开发和完善心脏的非侵入性监测对癌症患者来说很重要，医学博士Juri Gelovani说，MD Anderson实验诊断成像部门的教授和主席。
“我们需要开发一种非侵入性监测方法，通过分子遗传和功能成像来监测移植干细胞的命运，因为它们有助于心脏组织的再生和心脏收缩功能的恢复。”gelvani说。“我们想给干细胞移植研究这一非常盲的领域带来光明。”188bet体育网址
在心脏绑住心脏后诱导小鼠心脏病发作后，该团队随后在治疗队列中的受损区域周围注射CD34 +细胞。在注射之前，通过逆转录病毒引入三重融合报告基因进入CD34 +细胞。三融合报告称，在注射到小鼠后，使用三种不同的成像方法可视化干细胞。
该三重记者载体是由Gelovani发明的，并通过高级研究科学家Brian Rabinovich，Ph.D的优化优化了实验性诊断成像。188bet体育网址三融合报告基因提供绿色荧光蛋白，用于在组织或细胞培养物中成像，用于生物发光成像的萤火虫荧光素酶，以及HSV1-TK基因，其是正电子发射断层扫描（PET）成像的报告基因。所有三种都是由CD34 +细胞的表达及其在小鼠心中的后代，并通过重复，多模态，非侵入性成像提供对其命运的长期监测的手段。
188bet体育网址研究人员使用生物发光成像技术来研究注入的干细胞在心脏中存活了多久。PET/CT成像结合磁共振成像(MRI)，精确定位了干细胞在心肌中的位置。
MRI也被用来测量射血分数和评估干细胞治疗方法改善心脏收缩功能的效果。核磁共振技术依赖于一个创新的方法由作者吉姆•Bankson博士在MD安德森的成像物理系助理教授,与MRI图像运动造成的心脏,而卢克Bidaut副教授,博士,有优化的方法来覆盖PET / CT和MR图像。
生物发光成像在小动物中运作良好，因为探测器和光子发射电池之间的距离很短，因此由于各种原因，在较大的动物或人类中不太可能工作。在实验中使用的PET / CT和MRI技术易于翻译成诊所，Gelovani指出。该团队使用了一个名为[18F]宠物的新宠物成像代理，当由HSV1-TK报告基因作用时，在移植的细胞内捕获这种无线电标记的PET剂，通过PET / CT成像在心脏中检测。
Gelovani说，他的团队正在为一项I期人类临床试验开发一项试验性新药方案，使用[18F]FEAU PET/CT成像来监测人类患者移植后HSV1-tk或hTK2报告基因标记的干细胞。
该研究由188bet体育网址国家卫生研究院的补助金为Gelovani和Yeh资助;从加188bet体育网址拿大卫生研究院的研究奖学金对Co-First作者京雄王;并由德克萨斯州德克萨斯心脏研究所的麦克纳航空学术学者。
与Yeh和Gelovani共同作者是:共同第一作者Sui Zhang，医学博士，MD Anderson心脏病科;共同第一作者王景雄，医学博士，和James Willerson，医学博士，德克萨斯心脏研究所;MD Anderson实验诊断成像部的Brian Rabinovich博士、Suren Soghomonyan博士和Mina Alauddin博士;MD安德森成像物理系的James Bankson博士和Luc Bidaut博士;以及MD安德森干细胞移植部门的医学博士Elizabeth Shpall