现成的人工心脏贴片可修复大鼠、猪的心脏病发作损伤

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特蕾西·皮克 特蕾西_peake@ncsu.edu

北卡罗莱纳州立大学的研究人员开发了一种“现成”的人工心脏贴片，可以将心肌细胞衍生的愈合因子直接输送到心脏病发作损伤部位。在心脏病发作的大鼠模型中，可解冻的无细胞贴片改善了恢复。研究人员还在一项涉及猪心脏病发作模型的试点研究中发现了类似的效果。

目前正在研究心脏贴片作为一种有希望的未来选择，用于将细胞治疗直接送到心脏病发作损伤部位。然而，目前的心脏贴片是脆弱的、昂贵的、耗时的，因为它们使用活细胞材料，增加了肿瘤形成和心律失常的风险。

“我们已经开发出一种人工心脏贴片，它可以潜在地解决与使用活细胞相关的问题，但仍能为受伤部位提供有效的细胞治疗，”Randall B.Terry的Ke Cheng说，北卡罗来纳州兽医学院再生医学杰出教授，北卡罗来纳州/北卡罗来纳州联合生物医学工程系教授。

Cheng和来自北卡罗来纳州和北卡罗来纳州大学教堂山分校的同事们首先利用脱细胞猪心脏组织构建了支架基质，从而构建了该贴片。人工心脏基质细胞——由含有心脏基质细胞衍生修复因子的生物可降解聚合物制成——嵌入基质中。由此产生的贴片含有细胞分泌的所有治疗药物，没有能够触发患者免疫反应的活细胞。

在心脏病发作的大鼠模型中，与未治疗相比，人工心脏补片治疗在三周内可使心功能改善约50%，损伤部位瘢痕减少约30%。

研究人员还对猪模型心脏病发作进行了为期7天的初步研究，发现与未治疗相比，猪心脏某些区域的瘢痕减少了约30%，心脏功能稳定。

另外的实验表明，冷冻的人工补片与新制作的补片具有同等效力。

“这种贴片可以冷冻并安全储存至少30天，因为没有活细胞参与，它不会触发患者的免疫系统拒绝它，”程说。“这是迈向真正现成的心脏贴片疗法解决方案的第一步。”

这项研究发表在科学转化医学，并由美国国立卫生研究院和美国心脏协会资助。程是通讯作者。柯黄，前北卡罗来纳州研究生，现任杜克大学博士后科学家，是第一作者。

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编辑须知：下面是一篇摘要。

“现成的人工心脏贴片可改善大鼠和猪心肌梗死后的心脏修复”

内政部：10.1126/SCITransmed.aat9683

作者：黄克、邓苏、唐俊南、沈德良、李乔、胡士奇、李振华、梁红霞、凯尔·马修斯、瓦莱里·沙夫、克成、北卡罗来纳州立大学；Emily Ozpinar、Teng Su、Hu Shiqi、Li Zhenhua、Donald Freytes、Ke Cheng，北卡罗来纳州/北卡罗来纳州教堂山联合生物医学工程系
出版：2020年4月8日科学转化医学

摘要:
细胞治疗已成为损伤或梗死后心脏修复的一种有前途的策略；然而，移植细胞的低保留和植入限制了潜在的治疗效果。在支架材料中植入细胞，形成移植到心脏表面的心脏补片，可以克服这些限制。然而，由于贴片需要新鲜制备以维持细胞活力，长期储存是不可行的，并限制了临床应用。在此，我们开发了一种现成的治疗性心脏贴片，该贴片由脱细胞猪心肌细胞外基质支架和人工心脏基质细胞（synCSCs）组成，人工心脏基质细胞是通过封装分离的人心脏基质细胞分泌的因子产生的。这种完全无细胞人工心脏贴片（artCP）在长期冷冻保存后仍保持其效力。在大鼠急性心肌梗死模型中，artCP移植通过减少瘢痕形成、促进血管平滑肌生成和增强心脏功能支持心脏恢复。在猪心肌梗死模型中进一步证实了artCP的安全性和有效性。artCP是一种临床上可行、易于储存且无细胞的替代品，可替代使用基于细胞的心脏贴片的心肌修复。