首尔大学医院全球首创“单一干细胞培养异种组织瓣膜再细胞化”
去除猪心包异种抗原后单独应用干细胞
动物实验确认组织再生及抑制钙化效果
有望治疗需反复更换瓣膜的先天性心脏病
首尔大学医院研究团队仅利用一种干细胞便实现了使动物来源心脏瓣膜如活体组织般再生的再细胞化技术,并通过动物实验确认了抑制钙化的效果。
首尔大学医院27日表示,儿童胸外科教授Im Hongguk、生物医学研究院研究教授Kim Soyeong及儿科青少年医学科教授Kim Gibeom团队,向去除异种抗原的猪心包单独注入干细胞,确认了体外及体内再细胞化和抑制钙化的效果。
从左起:首尔大学医院生物医学研究院研究教授Kim Soyeong、儿科青少年医学科教授Kim Gibeom、儿童胸外科教授Im Hongguk。首尔大学医院供图
View original image目前,心脏瓣膜手术广泛使用源自猪或牛的组织,但组织中残留的异种抗原会引发免疫排斥反应及长期钙化,导致瓣膜耐久性下降。
研究团队先对猪心包进行脱细胞化处理,随后利用两种酶去除主要异种抗原α-Gal和Neu5Gc,进行有助于细胞附着的表面处理后,单独培养人脂肪来源间充质干细胞。此后,团队通过小鼠皮下移植实验,评估了体内再细胞化及钙化程度。
实验结果显示,干细胞在培养第28天已渗透至组织内部,到第56天则均匀分布于整个组织。波形蛋白、纤维连接蛋白、钙调蛋白、CD31、vWF等与组织再生相关的蛋白质表达也有所增加,证实干细胞在组织内部发生分化,再细胞化过程持续推进。
在动物实验中,再细胞化移植物的组织再生指标波形蛋白表达增加,钙化程度则显著低于未进行再细胞化的对照组。
本研究的特点在于,以仅使用干细胞的单独培养方式取代既有的干细胞与内皮细胞共同培养方式,从而简化了工艺流程。研究团队预计,这将有助于提高未来临床应用的可行性。
Im Hongguk教授称:“本研究的意义在于,将消除免疫学屏障、细胞定植、组织重塑和抑制钙化整合于同一平台。”他表示:“将继续开展后续研究,推动其应用于实际患者治疗。”研究成果已发表于国际学术期刊《Bioengineering》网络版。
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