攻克半世纪难题！无细胞疗法登Science子刊封面！
小奇
作为21世纪生物科学领域最具发展前景的技术，干细胞治疗技术是攻克各种传统医学力所不及的重大疾病的一种崭新的医疗技术。由于干细胞尚未分化或分化程度低，通过诱导干细胞可以“变形”成其他组织细胞，在生命科学的细胞修复、发育生物学、药物学等领域有着极为广阔的应用前景。
在20世纪60年代，干细胞移植治疗开始发展。近年来，研究人员探索了通过诱导多功能干细胞培养的心脏细胞移植治疗心脏病的可能性。但是，移植的心脏细胞通常不能植入体内，而且几天后也会死亡。临床医生也担心，确实植入的细胞可能会导致严重的健康问题，如心律失常，从长远来看甚至会导致肿瘤的形成。而且，在2009年，我国卫生部将干细胞技术归入“第三类医疗技术”（ 涉及重大伦理问题，安全性、有效性尚需经规范的临床试验研究进一步验证的医疗技术）。
那么，有没有办法摆脱细胞植入也能实现心脏的治疗呢？
本文简介：
近日，阿拉巴马大学伯明翰分校Jianyi Zhang、Ling Gao等人开发出一种策略，该策略是直接使用外泌体来模拟心脏细胞移植产生的心脏再生作用，而且重要的一点是，它同时有可能避免与全细胞移植相关的风险。该课题组的方法加速了猪心脏病发作后的恢复，可以解决限制全细胞心脏疗法的临床应用安全性和有效性的问题。成果以题为“Exosomes secreted by hiPSC-derived cardiac cells improve recoveryfrom myocardial infarction in swine”发表于ScienceTranslational Medicine上，并选为封面文章。
封面|减轻心肌梗塞
整体思路：
本文提出的研究是通过使用来自不同hiPSC衍生细胞类型（hiPSC-CM（来自心肌细胞），hiPSC-EC（内皮细胞）和hiPSC-SMC（平滑肌细胞））的外泌体进行大量体外测定，并与由人诱导的多能干细胞（hiPSC）衍生的心肌细胞（CMs; 1000万），内皮细胞（ECs; 500万）和平滑肌细胞（SMCs; 500万）的混合物的治疗效果进行比较，并评估心肌梗塞后猪的心肌恢复能力。
实验主要分组有：接受假手术；未经治疗的梗死（MI组）；使用hiPSC-CM，hiPSC-EC和hiPSC-SMC进行梗塞和治疗（MI +细胞组）；与来自同剂量细胞的均质化片段一起给药组（MI + Fra组）；从hiPSC-CMs：hiPSC-ECs：hiPSC-SMC=2：1：1混合物中提取的外泌体组（7.5mg）（MI + Exo组）
图|hiPSC-CM，hiPSC-SMC和hiPSC-EC以及所有三种细胞类型分泌的外泌体的表征
体内实验的主要发现有两点：
（i）在心肌梗塞4周后，用hiPSC-CC，hiPSC-CC片段或hiPSC-CC外泌体治疗的动物的左室功能，梗塞面积，壁应力，心脏肥大，细胞凋亡和血管生成的测量值相似，且与无需三项实验处理即可恢复的动物相比有明显改善。
图|hiPSC-CC外泌体可促进心肌功能的恢复并限制心脏肥大
(ii)外泌体治疗并没有增加心律失常的频率。研究人员还表明， hiPSC-CC产生的外泌体可促进培养的EC和分离的主动脉环中的血管生成活性，并且通过减少细胞凋亡、维持细胞内钙稳态和增加细胞ATP含量来保护培养的hiPSC-CM免受无血清低氧培养基的细胞毒作用。
图|hiPSC-CC外泌体改善增殖并减少细胞凋亡
图|hiPSC-CC外泌体可改善梗死猪心脏的细胞能量代谢
小结
综上所述，在猪MI模型中，hiPSC-CC产生的外泌体可重现与注射的hiPSC-CC相关的许多益处。hiPSC-CC外泌体是无细胞的，因此，可使医生利用hiPSC衍生细胞的心脏保护和修复特性，同时避免与致瘤风险、细胞存储、运输和免疫排斥相关的复杂性。因此，有必要进行其他研究以全面评估hiPSC-CC外泌体的治疗潜力。
参考文献：
LingGao, et al., Exosomes secreted by hiPSC-derived cardiac cells improve recoveryfrom myocardial infarction in swine. Science Translational Medicine 2020.
DOI:10.1126/scitranslmed.aay1318
https://stm.sciencemag.org/content/12/561/eaay1318
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