重建心脏

    心肌梗死无法治愈

    我们的心脏由三种材料组成——心房肌细胞、心室肌细胞和起搏肌细胞。

    当心脏强有力的跳动，就会把血液输送到全身。“年龄的增长、不健康的生活方式让血管壁上出现了脂肪与钙的沉积，就是血栓。血栓有可能会堵住血管，如果向心脏输送养分的冠状动脉被堵住了，该血管所负责供血的心肌组织就会因缺氧而死亡。免疫细胞会把这些坏死的细胞‘搬走’，心脏的肌肉壁就慢慢变薄了。变薄的心肌组织丧失了收缩的力量，就会导致心肌梗死。一次心肌梗死会导致多次心肌梗死的发生，当心脏不能再把血液输送到全身时，病人就会失去生命。”中国科学院生物物理研究所马跃解释说。

    现有的药物虽然可以延缓从首次心肌梗死到病人死亡的过程，却无法从根本上治愈心肌梗死。这是因为当人步入成年后，心肌细胞就几乎不再生长和繁殖，因心肌梗死而损坏的心肌组织也就不能得到恢复。

    细胞移植是否可行

    上个世纪90年代，科学家们提出了一个大胆的想法：重建心肌组织，修复心脏。

    然而大家沮丧地发现，心肌细胞根本无法在体外培养；若使用骨骼肌细胞替代心肌细胞进行移植，可能会让部分病人患上严重的心律不齐并导致病人的死亡。

    “不同种类的肌肉细胞有着其特有的生物电传导方式，”马跃解释说：“骨骼肌被植入后，由于生物电传导方式不同，根本无法与心肌细胞合拍地运动，所以就导致了严重的心律不齐。”

    1998年，美国科学家成功地分离了人的胚胎干细胞，这让人们再次看到了重建心脏的曙光。“胚胎干细胞是‘全能’细胞，可以分化成人身体所有种类的细胞。以理论上说，在适当的条件下，胚胎干细胞可以发育成人的心肌细胞。”

    然而利用胚胎干细胞分化取得的心肌细胞进行心脏修复有一个还未解决的难题——即如何分别分化获得心室肌细胞和心房肌细胞。马跃说，如果不把它们分离，移植混合的心肌细胞也极易引起心律不齐。

    定向培养 迈出了最关键的一步

    “是否能够将人胚胎干细胞定向分化成心房肌细胞和心室肌细胞，这就是我们研究的重点。”马跃说。“心肌细胞刚开始发育时并没有分别，既可以发育成心室肌细胞，也能发育成心房肌细胞。但到特定时间，两者的发育就出现不可逆转的极性，而控制发育信号的就是视黄酸。”

    在特定的时间加入视黄酸后，大部分细胞都发育成心房肌细胞；而加入视黄酸抑制剂后，大部分细胞都发育成心室肌细胞。马跃实验室就此建立了心肌分化方法，人胚胎干细胞可以在14天内高效分化成心房肌细胞和心室肌细胞。

    马跃表示，接下来他们要做的工作就是通过扩大培养获得大量的心房和心室肌细胞，探索治疗心肌梗死的方法。

    （《光明日报》1.25 柯济）