人造心臟起搏細胞試驗成功

近日，來自加拿大多倫多McEwen再生醫學中心（McEwen Centre for Regenerative Medicine）的科學家們做出了一項突破性的發現——通過誘導人多能干細胞，他們在體外用細胞組成了“心臟起搏器”，并在大鼠實驗中成功激起了心臟跳動。這項突破性的研究也發表在了《自然》子刊《Nature Biotechnology》上。

▲McEwen科學家們誘導的心臟起搏細胞（圖片來源：statnews）

心臟可謂是人體中zui“勞碌”的器官，在人的一生中從不停歇地跳動。心跳產生自心臟中一個叫做竇房結的部位的起搏細胞，這些細胞能夠自發產生動作電位并傳導至整個心臟，引起心肌細胞有規律的收縮，從而產生心跳。當這些細胞發生病變時，就會出現心律失常等心臟病。

目前治療這類心臟病zui有效的手段是植入起搏器，通過人工產生的電脈沖來控制心臟的跳動。在中國，大約有50萬名人工起搏器使用者，并且這個數字在迅速增加。但是人工起搏器也有許多的問題，zui大的問題是它需要通過電池來產生電脈沖，電池的平均壽命大約是7年，也就是說，患者每隔7年需要再接受一次手術來更換電池。此外，對于兒童患者來說，人工起搏器并不能跟著心臟的生長而做出相應的改變，因此可能需要更頻繁地更換起搏器。

以干細胞為基礎的再生醫學療法有望能解決這一困境。多能干細胞具有分化成200多種不同類型細胞的潛力，這些細胞是人體許多組織和臟器的組成部分。加拿大科學家們通過發育生物學的手段，尋找并測試了從干細胞發育為心臟起搏細胞過程中的信號通路，并成功地建立了在21天內將干細胞轉化成心臟起搏細胞的方法。當他們在培養皿中長出了起搏細胞后，更進一步地展示了這些細胞可以在大鼠體內產生并調控心跳。

這項研究的通訊作者、McEwen再生醫學中心主管Gordon Keller博士說：“我們所做的是培養皿中的人類生物學，我們復制了產生心臟起搏細胞的自然過程。”

▲文章通訊作者Gordon Keller博士（圖片來源：uhnresearch）

這個加拿大團隊的長期目標是用這些體外培養的起搏細胞制造出生物起搏器，用來代替目前的人工起搏器以植入患者體內。這種生物起搏器將終身有效。不過，他們承認這離真正應用到患者身上還需要大約5-10年。下一步，他們計劃展開臨床前的穩定性和安全性測試。我們希望他們的研發計劃順利進行，早日為心臟病患者帶來“全天然”生物起搏器。