创新的方法使细胞重编程治疗心力衰竭更接近现实
就在不久前，将皮肤细胞转化为肌肉细胞的想法还是不可想象的。然而，大约10年前，一项革命性的研究表明，将分化的成年细胞重新编程为完全能够执行新功能的其他类型确实是可能的。
细胞重编程是贝勒医学院Michael E. DeBakey外科系主任兼教授Todd Rosengart博士实验室的主要兴趣，他的研究重点是寻找创新的治疗方法心脏衰竭．
“心力衰竭仍然是死亡的主要原因心贝勒大学分子和细胞生物学教授、外科德贝基-巴德讲座教授Rosengart说。“预计有近500万美国人会发展成晚期充血性心力衰竭心脏移植手术或机械循环支持植入目前是终末期患者的唯一选择心脏病．然而，这些选择是有限的。我们需要改进治疗这种毁灭性疾病的方法。”
心脏病发作后，坏死的部分心肌不能再生成新的心脏组织;相反，它们会被一个无法帮助心脏跳动的伤疤所取代。德克萨斯心脏研究所心脏和血管疾病教授罗森加特说:“细胞重编程背后的想法是通过诱导瘢痕组织(主要由成纤维细胞构成)转变为功能性心肌，来指导心脏自我愈合。”
研究人员已经成功地将小动物的成纤维细胞重新编程为心肌，从而显著改善了心脏功能。挑战在于如何将这项技术应用于人类细胞-人类成纤维细胞对重编程更有抵抗力。在这项研究中，Rosengart和他的同事探索了一种提高人类成纤维细胞重编程效率的新策略。
“虽然人类成纤维细胞抗拒重新编程，内皮细胞，那些线血管贝勒大学的外科副教授、共同第一作者Megumi Mathison博士说:“我们知道，这些细胞更灵活——它们有能力自然地转化或转变为其他细胞。”“这让我们想到了利用内皮细胞的可塑性来提高重编程效率。”
研究人员的想法是，首先诱导成纤维细胞转变为内皮细胞样的状态，然后用它们的重编程鸡尾酒治疗这些细胞，引导它们转变为心肌细胞。他们的预期是，向内皮细胞样细胞(一种比成纤维细胞更容易重编程的细胞类型)转变，将促进向心肌的预期转变。
“我们很高兴地看到，我们的方法显著提高了人类和大鼠成纤维细胞的重编程效率，”Mathison说。“以前，直接从成纤维细胞诱导心肌细胞的效率只有3%。使用我们的新方法，效率提高了5倍。在实验室中，成纤维细胞转变为心肌细胞需要大约两到三周的时间。看到重新编程的细胞与周围的心肌细胞同步收缩是令人兴奋的。”
研究人员在大鼠模型上的实验结果表明，他们的新策略可以将大型疤痕组织恢复为可工作的肌肉，支持他们继续研究，将这种方法应用于临床。
“虽然还需要更多的研究，但我们预计这种新方法可以成为下一代生物疗法的一部分，”Rosengart说。“在未来的情况下，充血性心力衰竭的患者会来到医院的导管室，通常被称为导管室。导管室有诊断成像设备，帮助外科医生在进行手术时将心脏腔室和周围血管的图像可视化。在这种设备的辅助下，外科医生将注射促进成纤维细胞向内皮细胞转变的因子细胞然后是心肌细胞直接进入心脏。后续跟进将监督手术的进展。”
这项工作与贝勒医学院在人工心脏和心脏移植史上所发挥的突出作用密切相关，该移植由迈克尔·e·德贝基博士和丹顿·a·库利博士在20世纪50年代和60年代率先开展。
多年前，库利医生在谈到帮助心力衰竭患者的下一步手术时对我说，“托德，你得做一些戏剧性的事情。”对我来说，细胞重编程是21世纪对这一要求的回答。”Rosengart说。
在日记中找到这项工作的所有细节科学报告．
这项工作的其他贡献者包括Deepthi Sanagasetti, Vivek P. Singh, ararthi Pugazenthi, Jaya Pratap Pinnamaneni, Christopher T. Ryan和Jianchang Yang，他们都来自贝勒医学院。
