Circulation Res：心臟干細胞療法作用機制仍是個謎
在眾多的臨床試驗中，科學家們將不同類型的祖細胞（progenitor cell）注射到病人體內有助治療受損的心臟。在某些情況下，病人的確具有更好的心臟功能，但是究竟是如何導致的？科學們家之間對這個問題一直存在分歧。根據一項新的針對大鼠的研究中，研究人員發現注射入體內的祖細胞本身并不是通過增殖產生新的心肌細胞而導致心臟功能改善。相關研究結果于2016年2月2日在線發表在Circulation Research期刊上，論文標題為“Long-Term Outcome of Administration of c-kitPOS Cardiac Progenitor Cells After Acute Myocardial Infarction: Transplanted Cells Do Not Become Cardiomyocytes, but Structural and Functional Improvement and Proliferation of Endogenous Cells Persist for At Least One Year”。
“這些細胞并不會變成成體心肌細胞”，論文共同作者、美國路易斯維爾大學醫學院心臟細胞療法研究員Roberto Bolli說，“因此，其中的機制顯然是一種旁分泌作用，即這些細胞釋放某種讓心臟變得更好的‘物質’。最重要的問題是‘這種物質是什么？’”
Bolli團隊研究人員研究了所謂的c-kit +細胞的命運，其中c-kit +細胞是從心臟中收集的祖細胞，之所以被稱作這種名字，是因為這些細胞存在一種特定的激酶。c-kit +細胞在制造心肌中的作用一直是科學家們之間長期爭論的來源：一些研究發現沒有證據證實它們在體內產生新的心肌細胞，而其他的研究得出的結論是，如果條件合適的話，它們確實能夠制造心肌。?
在此之前，Bolli團隊和來自哈佛醫學院的Piero Anversa 研究小組開展一項針對心臟病病人的臨床試驗中，他們將c-kit +細胞輸注到病人體內。這項I期臨床試驗提示著這種注射c-kit +細胞的療法降低心臟損傷。這臨床試驗的研究結果發表在2011年11月26日那期Lancet期刊上，論文標題為“Cardiac stem cells in patients with ischaemic cardiomyopathy (SCIPIO): initial results of a randomised phase 1 trial”。當時，Lancet期刊編輯對來自哈佛醫學院的作者們繪制的這篇論文中的兩幅補充圖片表達了擔憂。
對各種心臟細胞療法的研究已發現絕大多數細胞并不能在超過幾周的時間內停留在心臟內，這提示著這些細胞的作用機制可能并不在于它們自己直接產生新的心肌組織。為了測試c-kit +細胞是否也是這樣，在這項新的研究中，Bolli團隊從健康雄性大鼠心臟中收獲c-kit +細胞，然后將它們注射進已被誘導心臟病發作的雌性大鼠體內。
與對照組雌性大鼠相比，在這些接受治療的雌性大鼠中，它們的心臟具有較小的瘢痕組織，更多的心肌組織，因而具有改善的心臟功能。為了追蹤這些注射的c-kit +細胞到底發生了什么，研究人員挑選出含有Y染色體的細胞，發現在心臟中，這種染色體占細胞核的4～8％。很多的這些細胞失去了c-kit陽性，而且從它們的形態上看，這些細胞并不是心肌細胞，并不促進心臟收縮?！罢f實話，我不知道它們是什么”，Bolli（也是Circulation Research期刊的總編輯）說，“這就是我們正在試圖弄清楚的東西。”
看起來這些接受治療的雌性大鼠確實發生更多的細胞增殖，Bolli將這歸于這種細胞療法。“非常令人吃驚的是，在移植后長達12個月內，這種增殖持續進行，這是另一種我無法解釋的事情”，他說，“這種僅進行一次的移植如何能夠激活持續12個月的增殖反應？”
研究人員已提出移植的這些細胞可能釋放細胞因子、生長因子、微核糖核酸（microRNAs）、外來體（exosome），或者其中的一些組合，從而導致在動物和一些人研究中觀察到的積極結果。正在美國洛杉磯市的西達斯西奈醫院（Cedars Sinai Hospital）開發心臟細胞療法的Eduardo Marbán在電子郵件中告訴《科學家》雜志，“這項研究只是證實了我們和其他人幾年前已建立的一個范例?！?/SPAN>
并不是所有的實驗都支持這種旁分泌假設。Anversa如今在瑞士盧加諾市的提契諾心臟中心（Cardiocentro Ticino）工作，就曾報道這些移植的c-kit +細胞能夠變成新的心肌細胞。在起訴哈佛醫學院針對他的實驗室進行調查（這種調查導致撤回一篇論文和以及修改一篇論文）后，他去年離開哈佛醫學院。他拒絕透露他當前的職位。
Anversa說，他無法解釋這種不一致性，但是對他而言，它并不吃驚，這是因為相同的細胞在不同的實驗中發揮不同的作用。“這項研究給我留下深刻影響。它非常出色”，他告訴《科學家》雜志，“這些數據與他們對這些研究結果的解釋是一致的。”
但是倫敦國王學院研究員Bernardo Nadal-Ginard，說這篇論文有“幾個顯著的缺陷”。首先，他注意到，并不是所有的c-kit +細胞都是心臟祖細胞?！斑@些移植的細胞具有旁分泌效應已被證實好多次”，Nadal-Ginard在給《科學家》雜志的電子郵件中寫道，“這種效應在這些心臟祖細胞（cardiac progenitor cells, CPCs）的‘更新’、‘復制’或‘擴增’中發揮的作用是人們的猜測，這是因為[這篇論文的]作者們并沒有尋找CPCs。他們只是監控c-kit +細胞?！?/SPAN>
無論c-kit +細胞---或者用于心臟療法中的任何其他類型的細胞---的作用機制是什么，臨床試驗仍然正在進行當中。目前，Bolli負責一項II期臨床試驗的部分項目。這項II期臨床試驗當前正在招募病人以便探究源自心臟的c-kit +細胞、源自骨髓的間充質干細胞或者這兩種細胞組合使用治療缺血性心肌病的療效。