心血管疾病是全球首要死因。在美国，大约每25秒就有一人发生心脏病发作。心脏血管阻塞，导致部分心肌缺血。然后，缺氧组织开始死亡，引起胸痛、呼吸困难，并最终导致死亡。在美国，每分钟就有一人死于这些冠状动脉事件。幸存者仍面临未来发生问题的风险，因为死亡的心肌会形成瘢痕组织，削弱心脏并增加心力衰竭的几率。直到现在，除了鼓励健康的生活方式外，几乎没有什么可以做的。就在本周，Gladstone的研究人员宣布了在心脏病研究方面的一项重大突破：他们成功地在活体小鼠中将瘢痕组织重编程为功能性心肌。
研究人员能够利用一种基于病毒的系统，将指导胚胎心脏发育的三个关键基因——Gata4、Mef2c和Tbx5（GMT）——导入小鼠心脏受损的区域。在一个月内，原本会变成瘢痕组织的细胞又开始重新跳动，仿佛在30天前并未濒临死亡。到三个月时，接受治疗的小鼠的心脏功能有了明显改善。“心脏病发作造成的损伤通常是永久性的，因为在发作期间缺氧的心肌细胞会死亡并形成瘢痕组织，”Gladstone心脏病和干细胞研究主任Deepak Srivastava博士说。“但我们在小鼠身上的实验证明，我们可以将非跳动细胞直接重编程为功能齐全、跳动的心肌细胞——这为在心脏病发作后恢复心脏功能提供了一种创新且侵入性较低的方法。”“这项研究可能会为心脏移植提供一种急需的替代方案——而心脏捐赠者极其有限，”加州再生医学研究所的博士后研究员、该研究的主要作者Li Qian博士说。但最棒的是，这种方法将使用患者自身的细胞，无需干细胞或捐赠者心脏。“由于我们在心脏内直接重编程细胞，我们避免了植入在培养皿中制造的细胞的需要。”“我们希望我们的研究能为在心脏病发作后不久即启动心脏修复奠定基础——甚至可能是在患者到达急诊室时，”Srivastava说。通过利用自身细胞再生成人心肌组织的能力，是一种治疗心脏病的有前途的方法，因为它可能比其他方法面临更少的临床批准障碍。然而，在这项突破性研究成为治疗方法之前，还有很多工作要做。“我们的下一个目标是在猪等大型哺乳动物身上复制这些实验并测试它们的安全性，然后再考虑进行人体临床试验。”之前的研究能够在培养的细胞中进行这种细胞重编程，但在临床上，如果治疗可以直接作用于活体心脏，效果会更佳。2010年，冠心病预计将使美国损失1089亿美元，包括医疗服务、药物和生产力损失的成本。如果像这样的研究能够改善心脏病发作后的功能，就可以节省数百万的医疗费用，更不用说通过预防日后的心力衰竭来挽救生命。虽然这项研究对心脏病治疗的意义是明确的，但这种体内重编程可能对其他以组织损伤为主要症状原因的疾病也很有用，包括阿尔茨海默病和帕金森病。
正常心肌细胞和重编程的心肌细胞在心脏病发作八周后跳动参考：Qian, L. et al. 2012. In vivo reprogramming of murine cardiac fibroblasts into induced cardiomyocytesNature DOI:10.1038/nature11044
