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人生小哲理干细胞者说不贬不褒
如实陈述
方为科普之道
正文这个PPT由浅入深的介绍了干细胞治疗心力衰竭的历史和进展，所使用的干细胞种类和目前面临的困境，并指出了下一代细胞治疗心力衰竭可能的方向，包括干细胞预处理，与生物材料相结合，以及如何选择合适的病人。最后强调了细胞的质量是安全有效的保证，要开展规范化临床研究。作者：沈振亚来源：心力衰竭网心血管疾病——人类健康的头号杀手
?全国心血管病患者约2.9亿
?占城乡居民死亡原因的首位农村45.5%，城市43.2%重症心血管疾病共同转归——心力衰竭
干细胞治疗——心衰患者新的希望
干细胞治疗——国际生命科学研究的热点
国家*策的演变
干细胞来源
?理想的细胞来源
—易获取—免疫原性低—安全（无成瘤性、无致癌性、无心律失常）—有效（可明显提升心脏功能）干细胞治疗20年进程——困境与希望共存
?干细胞治疗的发展?第一代
—成肌细胞、MSCs等—已经进入临床I/II期?第二代—有心脏细胞分化潜能的干细胞（CSCs、ESCs、iPSCs）—进入临床前和临床I期?下一代细胞治疗?起步阶段MSCs（间充质干细胞）——第一代细胞治疗
?MSCs是最早进入临床研究的干细胞类型
?属于成体干细胞，具有自我更新和分化能力，可分化为包括成骨细胞、脂肪细胞、软骨细胞、神经元以及肌细胞等在内的多种细胞?多重来源（骨髓、脂肪、脐带血、子宫内膜等）
?优点：
—便于取材—易于分离、扩增和保存—自体移植时无排斥反应—不涉及伦理问题—低免疫原性，可用于异体移植困境——MSCs治疗效果有差异
?58项动物实验研究、6个临床试验荟萃分析MSC对急性心梗和慢性缺血性心肌病的影响?MSC移植后梗死面积总体缩小约7%，EF增加约11%?不同的MSCs的移植途径对结果有差异（心内膜注射效果最佳，静脉注射、冠脉移植效果不稳定）细胞群体异质性导致心脏修复效果不稳定
?原因—未分选的干细胞群体表现出不同的再生能力和基因表达谱MSCs样亚群具有更好的心脏修复能力
?SCA-1+/CD45+/CD31+MSCs样干细胞是更适用于心血管疾病治疗的MSCs样亚群细胞?MSCs的表面标记物是否需要重新定义？
MSCs改善心功能的机制——微环境改造
今后MSCs研究的方向将着眼于寻找新的MSCs亚群及表面标记，增加其旁分泌效应的有效方法，而淡化其自身向心肌分化的研究MSCs旁分泌
MSCs旁分泌效应的应用
?MSCs来源外泌体（Exosomes）调节心梗后心肌微环境—MSC-Exosomes抑制心梗周边区炎症，降低心肌纤维化，促进微血管化，使干细胞疗效显著提升CSCs（心脏干细胞）——第二代细胞治疗
?一群认为来源于心脏自身，并可刺激分化为心肌细胞的一类固有干细胞—c-kit+细胞—Sca-1+细胞—Islet-1+细胞—边缘群细胞（SP）—心肌球样细胞（CDC）困境——关于细胞分化的争议
?Anversa提出心肌中的c-kit+干细胞有再生心肌功能，本次造假事件让CSCs受到质疑与挑战。心脏干细胞被彻底否定了吗？
?c-kit+细胞心肌分化功能被否定，旁分泌功能及其他种群的心脏干细胞仍有研究价值ESCs和iPSCs——具有心肌替代治疗的潜力
困境——ESCs和iPSCs存在的问题
?致瘤性—动物实验表明，心脏内环境不仅无法诱导未分化ESCs向心肌细胞分化，ESCs还会在心肌内形成畸胎瘤?免疫原性
?伦理问题
ESCs临床前研究及世界首例临床应用
?用骨形态发生蛋白(BMP)-2和成纤维细胞生长因子(FGF)受体抑制剂SU-处理ESCs，进行免疫磁珠分选，获取阶段特异性胚胎抗原(SSEA)1阳性细胞，强表达isl1?临床前动物实验，ESCs治疗组EF值从47.37%上升至51.43%，较空白组及对照组有明显统计学差异（P=0.）?年，第一例患者移植后无心律失常、肿瘤形成等并发症，LVEF增加10%，症状得到改善，NYHA分级III级到I级NCTMenaschéPetal,FranceEurHeartJ;36:–EurHeartJ;36:–国内最新ESCs研究
?研究人胚胎干细胞（hESCs）衍生的心血管前体细胞（CVPCs）移植对非人灵长类（NHP）心梗模型心脏的保护作用?国际上首个NHP心血管领域的大样本研究
?比较了不同免疫抑制方案对移植细胞存活、安全性的影响
?间接提示旁分泌效应可能在hPSC-CVPCs心肌保护作用中发挥重要作用
?天后无法检测到移植细胞iPSCs临床前研究
?将iPSCs分化的心肌细胞、平滑肌细胞、内皮细胞通过3D纤维蛋白贴片移植入心梗周边区域?移植后在受体内存活
?改善左心室功能、心肌代谢和小动脉密度
?减少梗死面积、室壁应力和凋亡?不诱发室性心律失常如何解决iPSCs基因组不稳定性及低诱导效率？
?非整合基因传递—腺病毒载体—质粒—episomalvectors—piggyBactransposition—单个多蛋白表达载体?蛋白质引入?合成的修饰mRNA
?microRNAs
?小分子混合物化学诱导
Science;:–StemCells;27:–Science;:–Nature;:–Nature;:–CellStemCell;;4:–CellStemCell;7:–CellStemCell;;8:–Science;;:–非病毒非基因微环诱导
?创新诱导iPSCs新方法——非病毒非基因随机插入微环诱导
—微环诱导的重编程因子不整合入基因组
—使分化的iPSCs成瘤风险极低
microRNA-高效诱导
?利用microRNA-高效诱导iPSCs—筛选多种microRNA联合Oct4,Sox2,Klf4,c-Myc重编程因子进行iPSCs诱导，发现miR-可以使重编程效率达到传统方法的4倍以上?该高效诱导的方法可为心血管疾病临床应用提供大量iPSCsHuSJ,JosephCWuetal,StemCells.;31(2):-成体干细胞治疗心衰的启示
?大量临床前动物试验证明了干细胞治疗心脏疾病的可行性和安全性
?实际疗效差异较大，-年29项随机对照临床试验、7篇系统回顾和荟萃分析报告结果显示，干细胞移植后心脏功能改善在2%–5.5%之间不等。?启示—细胞异质性影响细胞疗效—单一细胞仅能改善部分心脏功能—移植效率低、细胞功能差是干细胞治疗的主要障碍JAMACardiol;1:–.
希望——下一代细胞治疗
方向：Cellenhancement
?干细胞预处理增强生物功能—基因修饰(基因组编辑，DNA)或转录后基因调控(miRNA,siRNA)—物理(高温、低氧)、药物和细胞因子/生长因子预处理?靶向措施提高细胞滞留率
?结合生物材料
?个性化细胞治疗——合适的受体选择
干细胞预处理
miRNA在干细胞预处理中的作用
?miRNAs参与细胞分化及凋亡调控，被用来提高移植后干细胞的存活率?利用miRNA鸡尾酒组合（miR-21，miR-24，miR-）抑制多种促凋亡分子，显著减少移植后干细胞的丢失
?miRNA鸡尾酒组合评为年度美国心脏学会心血管基础研究三大尖端进展之一
HuSJ,JosephCWuetalHuSJ,JosephCWuetalCardiovascRes.Mar15;93(4):-22Circulation.;(11):S-31细胞靶向措施
?心脏是高动力高流量器官，90-99%的移植细胞通常在1-2小时内丢失，细胞滞留率低?干细胞疗效与注射部位保留的细胞数量密切相关
用超顺磁性氧化物纳米颗粒标记干细胞，通过磁场使细胞固位率提高3倍，增强心肌性能和毛细血管密度。同时，磁性纳米颗粒的应用提供了通过MRI追踪细胞的可能性通过在干细胞表面覆盖微泡结合ICAM-1抗体，干细胞有效地定位于心脏梗死区域，心功能获得改善StemCellResTher;4:StemBells.StemCellRes;17:6–15结合生物材料
?可注射生物材料（纤维蛋白、基质凝胶、壳聚糖和合成水凝胶）——保护细胞免受恶劣环境的伤害，并防止移植后细胞大量丢失。?细胞贴片——避免了针刺注射的风险?3D微组织——iPSCs分化的心肌细胞、平滑肌细胞、内皮细胞细胞组合，优势互补?组织工程心脏——暂用于疾病模型及药物测试
Biomaterials;:12–23.CircRes;:–.BiotechnolAdv;35:77–94.Biomaterials;:–.个性化细胞治疗——合适的受体选择
?NotAllStemCellsAreCreatedEqual
?患者不同的状态（年龄、糖尿病、高血压、高胆固醇血症、吸烟、炎症等）不仅影响内源性干细胞的治疗潜力，还影响移植干细胞的组织微环境，从而影响移植效果需要开发一套患者反应预测系统，以确定哪些患者将从干细胞治疗中获益最多。
——这是一个个性化医疗的概念。
CirculationResearch.;:–BMCBioinformatics;17:21下一代干细胞治疗面临的挑战
?细胞质量——建立细胞质控标准
?安全性——临床前研究+临床试验
?有效性——基础研究（机制）+临床研究
?规范化的临床研究
总结——困境与希望同在，机遇与挑战并存
?干细胞治疗心力衰竭市场潜力巨大
?心脏再生课题仍是国际热点研究领域
?基础研究仍需努力发掘，临床转化需要解决瓶颈
?国家*策支持，但需进一步规范和监督沈振亚
苏州大学心血管病研究所
医院心脏大血管外科
教授、主任医师、博士生导师。现任苏州大学心血管病研究所所长、国家临床重点专科、江苏省医学重点学科——医院心脏大血管外科主任、江苏省心血管外科临床医学研究中心主任、国家心血管病中心苏州大学分中心执行主任。获国务院特殊津贴、江苏省有突出贡献的中青年专家、江苏省医学领*人才、姑苏卫生领*人才、苏州市创新创业市长奖等殊荣。主持各类科研课题20余项，其中包括国家自然科学基金重大项目、十二五科技支撑计划牵头单位项目、子课题等重大项目等国家重大项目。科研成果获国家技术发明奖、教育部科技进步奖、中华医学科技奖等重大奖项15项。发表SCI论文73篇，被Circulation、CirculationResearch、NatureReviewsCardiology等著名杂志收录。江苏省医学会心血管外科分会主任委员、江苏省医师协会心血管外科分会主任委员、中华医学会胸心血管外科学分会全国委员、中华医学会组织再生与修复分会副主任委员、中国医药教育协会副会长。干货：干细胞治疗心血管疾病的未来（PPT）
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