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5月27日，国际学术期刊Bioactive Materials在线发表了中国科学院上海营养与健康研究所杨黄恬研究组与同济大学附属东方医院的合作研究论文“Dual human iPSC-derived cardiac lineage cell-seeding extracellular matrix patches promote regeneration and long-term repair of infarcted hearts
5月27日，国际学术期刊Bioactive Materials在线发表了中国科学院上海营养与健康研究所杨黄恬研究组与同济大学附属东方医院的合作研究论文“Dual human iPSC-derived cardiac lineage cell-seeding extracellular matrix patches promote regeneration and long-term repair of infarcted hearts。该研究开发了一种利用细胞外基质材料(ECM)构建人多能干细胞(hPSCs)衍生心血管前体细胞(hCVPCs)和心肌细胞(hCM)的工程化心肌补片修复梗死心肌的策略；揭示其可促进心肌细胞增殖和血管再生、抑制心室扩张和疤痕形成，改善梗死心肌收缩功能, 并且hCVPC与hCMs协同增强梗死心肌长期修复疗效。
心肌梗死(心梗, MI)死亡是疾病致死的主要原因，其死亡率在我国呈逐年上升趋势，严重危害国人健康。心梗后大量死亡的心肌细胞被纤维瘢痕替代，进而导致心力衰竭。现有治疗方法难以逆转心梗后心肌细胞大量死亡和纤维瘢痕形成导致的心力衰竭，因此，亟需发展改善心肌细胞减容、促进梗死心脏组织和功能重建的方法。基于hPSCs衍生心血管细胞的移植治疗的探索显示了其应用前景。杨黄恬研究组和其他研究团队的工作证实hCVPCs和hCMs移植到小鼠、猪及非人灵长类动物梗死心脏中可显著改善心功能，减少纤维化，但仍面临hCVPCs驻留率低、心肌内注射hCMs发生室性心律失常等难题。因此，如何提高移植细胞驻留、疗效与安全性，明确适宜的移植细胞类型和作用机制对细胞治疗走向临床至关重要。脱细胞猪小肠粘膜下层细胞外基质材料(SIS)具有优越的生物相容性，支持干细胞附着和生长，在心梗后移植可促进血管生成和心功能恢复，但尚不清楚其是否可用于构建hPSCs衍生心血管细胞的补片。
该研究利用小鼠心梗模型，首次平行比较心梗后第七天移植单纯SIS补片以及细胞补片(SIS-hCVPCs，SIS-hCMs和SIS-Mix (hCVPCs+hCMs))对梗死心肌的修复效果和机制。研究发现(1) SIS-ECM支持hCVPCs和hCMs贴附和生长，并提高细胞活性; (2)心外膜移植三种细胞心肌补片1-3个月后均可改善心功能、明显减少疤痕形成；同时伴随血管再生和心肌细胞增殖；但单独SIS-ECM移植仅在移植后3个月轻度改善心室功能；并且hCVPCs分化参与移植SIS膜上血管的生成；3)相比单一细胞种类心肌补片，SIS-Mix具有更好的短期和长期左心室结构与功能改善作用、增强心肌细胞增殖和细胞驻留，并有更多的移植细胞参与形成心血管细胞；4) 移植细胞的旁分泌作用在心肌修复中起着重要作用，移植细胞旁分泌谱的蛋白质组学分析进一步揭示hCVPCs和hCMs相互作用显著增加了与细胞生长、增殖、心肌保护信号通路相关的分泌蛋白种类。综上， SIS-ECM和hCVPCs/hCMs制备心肌补片移植具有促进心肌修复和再生的作用，而hCVPCs和hCMs组合心肌补片可通过增强细胞旁分泌效应和细胞驻留，进一步提升梗死心肌修复效果。上述发现拓展了hCVPC、hCMs和细胞外基质在梗死心肌修复中的作用，为细胞治疗和细胞产物疗法开发提供了新策略和新知识，并提示结合SIS-ECM和hCVPCs/hCMs制备心肌补片有可能作为治疗缺血性心脏病的一种新手段。
杨黄恬研究组原博士研究生、现为同济大学附属东方医院博士后江芸为该论文的第一作者，杨黄恬研究员为该论文的通讯作者。该工作得到了中国科学院上海营养与健康研究所金颖研究员、复旦大学附属中山医院丁琛教授以及同济大学附属东方医院刘中民教授团队的合作支持；并得到科技部国家重点研发计划、中国科学院战略性先导科技专项和国家自然科学基金的资助以及中科院上海营养与健康研究所所级中心公共技术平台的支持。
