头发和指甲又长回来了,但是心脏瓣膜不能自然再生。这一事实正受到一组科学家的挑战,他们已经开发出一种方法,有一天可以再生出有缺陷的心脏瓣膜。
瓣膜间质细胞(VIC)心脏瓣膜中最常见的细胞,处于发育停滞状态,防止他们在体内分裂。患有炎症或先天性心脏瓣膜缺陷的患者,受损的瓣膜必须用机械瓣膜(人工聚合物制成)或生物瓣膜(心脏组织制成)进行手术替换。
人工瓣膜患者需要长期服用血液稀释剂,并对他们的生活方式做出重大改变。此外,年轻患者的人工瓣膜不会随着时间的推移而生长和重塑,在成人期引起额外的并发症。这些问题进一步复杂化,一项估计表明,到2050年,超过850000名患者将需要心脏瓣膜移植。
苏门雅娜和心血管疾病司的同事们,梅奥诊所,美国从另一个角度来处理这个问题。依靠研究表明VIC可以从心脏瓣膜中分离出来并在实验室环境中生长,研究小组开发了一种基于纳米纤维膜的支架结构来支持VIC的生长。类似于吊床上绳子形成的十字图案,他们的聚己内酯聚合物支架包含随机定向的纳米纤维(直径约457纳米),形成一个支架,在该支架内可以生长来自缺陷瓣膜的VIC。
在体内,VIC被布置成单层片材,在心脏瓣膜小叶的外表面形成单板。它们通过沉积胶原蛋白形成了这种复杂的结构,胶原蛋白是一种细胞胶凝蛋白,能让细胞像鹅卵石一样相互连接,形成片状结构。研究人员推断,通过人工模拟体内VIC生长的理想条件,他们可以在实验室制作VIC片,并检查它们与心脏瓣膜小叶中自然发生的VIC的相似性。
研究发现健康瓣膜的VIC在支架上的细胞分裂水平高于缺陷瓣膜的VIC。有趣的是,支架诱导从健康和缺陷瓣膜中获取的VIC胶原沉积。这项研究还研究了一系列在VIC生长中重要的基因和蛋白质。在纳米纤维支架上生长的患者源性VIC沉积了小叶再生所需的适量胶凝蛋白。
用化学药物和DNA修饰方法再生心脏瓣膜的临床试验正在进行中。在他们的研究中,Jana和他的同事们建议将VIC再生作为一个新的想法。他们还设计了一个支持VIC增长的支架,展示其实用性,并强调其转化为临床有效技术的能力。
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心脏瓣膜病叶瓣膜间质细胞再生能力的研究
苏门雅娜,丽贝卡·亨尼西,费德里科·弗兰基,梅丽莎·杨,Ryan Hennessya和Amir Lerman