贴在你身上:纳米凝胶胶囊帮助心脏干细胞留在原地

心脏干细胞治疗是一种很有前途的治疗受损心脏的方法。然而，研究人员仍在研究该疗法的两个主要问题——如何保持干细胞的位置以及当干细胞不是来自患者自身时如何防止排斥反应。来自北卡罗来纳州立大学的研究员程珂(Ke Cheng)和一组国际合作者的新方法可能会解决这两个问题。

心脏是有力的肌肉。如果你在跑马拉松，这很好，但如果你试图将干细胞注入心脏，希望它们能留在原地，这就有问题了。心脏干细胞治疗的一个主要缺点就是细胞不能粘附在受伤的心脏组织上。

进入一种热敏纳米凝胶，它在室温下是液体，但随着温度升高，就变成了一种粘稠的凝胶。程教授是北卡罗来纳州立大学兽医学院分子生物医学科学副教授、北卡罗来纳州立大学/北卡罗来纳大学联合生物医学工程系副教授。与阿德莱德大学的化学工程师、郑州大学和北卡罗来纳大学教堂山分校的心脏病专家合作，测试纳米凝胶作为心脏干细胞的输送机制。

这种纳米凝胶，简称为聚(n -异丙基丙烯胺-共丙烯酸)，或简称为P(NIPAM-AA)，有另一种吸引人使用的特性:在它变厚的状态下，它有足够大的多孔开口，可以让干细胞的愈合因子逃逸，但又不足以让免疫细胞进入。它可以随着时间的推移慢慢降解，让干细胞有足够的时间修复受损的心脏，然后再溶解。

“自体干细胞——由患者自身细胞培养而成——是用于治疗的理想方法，但并不总是实用的，”程说。“首先，培养细胞需要时间，而病人可能没有时间。另一方面，心脏细胞本身可能会受到疾病的影响，因此从这种来源提取的干细胞将没有用处。

“这就是为什么我们在研究异基因干细胞疗法，但无论何时你从外部来源引入细胞到身体，免疫系统都会攻击它们。纳米凝胶输送方法使细胞保持原位，保护它们不受身体免疫反应的影响，并允许干细胞释放的再生因子到达心脏。”

Cheng和他的合作者在心脏因心脏病发作而受损的老鼠和猪身上测试了纳米凝胶输送系统。在没有纳米凝胶的情况下，只有大约1%的干细胞留在了心脏中。有了这种凝胶，多达15%的干细胞保留了下来。他们还发现，两种动物模型的心脏功能在治疗后三到四周都有所改善。小鼠比猪表现出更大的改善，但两种模型的心脏功能都得到了维持而没有下降。

“我们对这些结果感到满意，”程说。“这种纳米凝胶是一种安全、经济的方式，可以直接将细胞运送到受影响的区域，而且大型动物(猪)的数据很有希望，这可能导致未来的人类临床试验。”

程的研究发表在杂志上ACS Nano该项目得到了美国国立卫生研究院、北卡罗来纳州立大学校长卓越计划和校长创新基金的支持。