再生心肌！這些胎盤幹細胞可以做到

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若以一分鐘80次計算，你的心臟每天跳動115200次；如果活到80歲，心臟的跳動次數將超過30億次！心臟非凡的跳動能力離不開自發搏動的心肌細胞，然而，心肌又是人體內再生能力最差的組織之一。當心臟病發作，也就是出現心肌梗死，很難再出現新的健康心肌，心臟只會形成疤痕。

人們一度寄希望於在心臟中尋找可再生心肌的幹細胞。遺憾的是，至今尚未沒有成功。去年，心肌幹細胞領域著名的Piero Anversa教授被大規模撤稿，其所聲稱的心肌幹細胞並不存在，讓心肌再生領域蒙上了一層陰影。

但其他科學家沒有放棄為心臟修復尋找新的細胞療法。在最新一期《美國科學院院刊》上，美國西奈山醫院的心血管研究人員報告，他們發現了一類胚胎來源的幹細胞，可以讓心肌梗死的成年小鼠再生健康心肌細胞，為促進心臟修復以及其他器官再生提出了潛在方法。

西奈山醫院在全美的心臟病學/心臟外科排在前十，領銜該研究的是西奈山Icahn醫學院心血管再生醫學中心主任Hina Chaudhry博士。她的研究團隊過去在小鼠實驗中發現，懷孕母鼠發生心力衰竭後，來自胎盤的混合細胞會自然地遷移到母鼠心臟的受損部位，並向心臟細胞分化。

看到這個現象後，研究者繼續探索，在這群混合的胚胎幹細胞中，究竟哪種類型的細胞能使心臟細胞再生。

領銜本次研究的Hina Chaudhry博士（圖片來源：西奈山醫院官網）

幹細胞標誌物的分析讓他們發現了一個意外的結果。在母體的受損心臟，來自胎盤的混合幹細胞中，有近40%的細胞表達一類被稱為Cdx2的蛋白標誌物。之所以意外，是因為Cdx2作為轉錄因子，過去一直被認為只在胚胎髮育早期負責調控胎盤的形成。

然而，研究人員從妊娠末期胎盤分離出這類Cdx2細胞，經過體外培養，卻在培養皿中分化出了血管細胞和可以自發跳動的心肌細胞。「過去從來沒有證據顯示這種細胞會有器官再生的能力，這一點實在令人激動。」 Chaudhry博士說。

為驗證Cdx2細胞在體內的心臟再生能力，科學家們設計了一個實驗。他們在三組雄性小鼠中誘導心肌梗死，通過靜脈注射的方式，其中一組接受了來自胎盤的Cdx2幹細胞治療，一組接受了不表達Cdx2的胎盤細胞治療，第三組接受生理鹽水作為對照。

靜脈注入Cdx2細胞，可以讓心肌梗死的小鼠得到心肌修復（圖片來源：PNAS）

在這些小鼠心梗發作後的第一時間，以及接受治療的三個月後，研究人員分別用核磁共振成像檢查了它們的心臟。結果顯示，接受Cdx2幹細胞治療的小鼠，每一個的心臟都出現了新生的健康組織，左心室功能得到持續增強。相反，另外兩組小鼠出現心力衰竭，心臟沒有再生的跡象。

追蹤帶有熒游標記的Cdx2細胞，他們觀察到，那些細胞在三個月後直接遷移到了心臟受損處，並且分化形成了新的血管和心肌細胞。

有意思的是，對這些Cdx2幹細胞的免疫轉錄組和蛋白質組分析顯示，引發免疫反應所需的標誌物表達量低，而且有獨特的蛋白質來促進它們的免疫調節。也就是說，Cdx2細胞進入母體後能夠逃避免疫監視，這對於利用Cdx2細胞進行異體細胞治療來說至關重要。

「它們就像一群充滿能量的幹細胞，可以瞄準受傷的部位，並通過循環系統直接到達那裡，並且還能避免宿主免疫系統的排斥反應。」Chaudhry博士說.

鑒於我們已經可以從人類足月胎盤中分離Cdx2細胞，且胎盤通常在胎兒出生後就被認為是可丟棄的無用之物、相對沒有獲取細胞來源的倫理學擔憂，研究者希望將來在此次發現的基礎上，開發出修復人類心臟的細胞療法。

參考資料：

[1] Sangeetha Vadakke-Madathil et al., (2019) Multipotent fetal-derived Cdx2 cells from placenta regenerate the heart. Proceedings of National Academy of Sciences of the United States of America. DOI: 10.1073/pnas.1811827116

[2] Mount Sinai discovers placental stem cells that can regenerate heart after heart attack. Retrieved May 21, 2019, from https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-05/tmsh-msd051719.php

[3] Kara RJ, et al. (2012) Fetal cells traffic to injured maternal myocardium and undergo cardiac differentiation. Circ Res 110:82–93

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