間質幹細胞與生物起搏器 (biological pacemaker)

美國休士頓大學教授Bradley McConnell近日發展出利用脂肪間質幹細胞 (adipose-derived mesenchymal stem cells, ADSCs) 分化成心臟細胞後,再重新編程成類似心臟起搏器的細胞 (pacemaker-like cells),這樣的細胞治療方式稱為生物起搏器 (biological pacemaker) [1,2]。

每年有超過60萬名患者植入心臟起搏器以幫助控制心律不整。起搏器利用電脈衝 (electrical pulse) 刺激心臟正常跳動。然而,經過長時間後,心臟起搏器可能有脫落或電池停止作用的風險。因此,科學家致力於研發與人體相容性高且不需經常依靠醫生維持作用的生物起搏器,除此之外,這種生物起搏器還有可能與人體一同生長進而變得對生理反應更加靈敏。

McConnell研究團隊利用三種轉錄因子和一種通道蛋白將ADSC重新編程成心臟前驅細胞 (cardiac progenitor cells),期望將此細胞注入心臟作為節律點 (sinoatrial node, SAN) – 在心臟傳導系統 (cardiac conduction system) 中主宰心臟跳動。根據研究結果指出,團隊成功製作出類似心臟起搏器的細胞,而此細胞也能成功製造電脈衝。之後,將進行更多動物實驗以及人體臨床試驗確認這樣的細胞治療方法是否可運用在治療各種心臟相關的疾病。

 

Reference:

  1. https://www.healtheuropa.eu/developing-next-generation-biologic-pacemakers-with-stem-cells/95822/

2. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022282819301968

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