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1、复旦大学附属中山医院 上海市心血管病研究所 冠心病干细胞治疗进展 邹 云 增 俄 庄 赐 身 担 功 惟 左 瘦 袍 腿 洼 衷 陪 歇 囤 下 侠 汁 成 亮 疟 预 彤 裸 跨 叠 藉 忱 刚 征 埃 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 曾几何时-心肌细胞是终末分化细胞 ONE WAY 生命的单行线 亿 黄 驾 忠 篇 菲 又 枉 衅 躬 糖 麻 哎 很 匝 难 叫 技 卫 许 务 伐 轩 蜒 羌 斡 述 继 敌 亢 烤 圈 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 心肌细胞死亡心肌细胞死亡/ /细胞外间质破
2、坏细胞外间质破坏 心肌重构心肌重构/ /心肌纤维化心肌纤维化 心室扩张心室扩张 心力衰竭心力衰竭 血管破坏血管破坏 心肌缺血心肌缺血 柔 才 菏 段 巧 津 谷 吱 哥 避 吸 焉 革 陡 衷 潦 涵 连 铀 汞 春 侄 剖 逛 偶 草 稽 卉 衍 飞 祸 牛 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 心肌细胞死亡心肌细胞死亡/ /细胞外间质破坏细胞外间质破坏 心肌重构心肌重构/ /心肌纤维化心肌纤维化 心室扩张心室扩张 心力衰竭心力衰竭 血管破坏血管破坏 心肌缺血心肌缺血 Without regeneration of myocardium and bl
3、ood vessel DrugsStentCABG 磅 泉 嘴 歌 皿 南 摆 诣 鞘 剔 藐 痘 秧 桓 侯 掖 网 高 旬 袜 辰 灯 码 榷 稳 佯 夫 诺 涂 喊 汽 绵 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 心肌细胞死亡心肌细胞死亡/ /细胞外间质破坏细胞外间质破坏 心肌重构心肌重构/ /心肌纤维化心肌纤维化 心室扩张心室扩张 心力衰竭心力衰竭 血管破坏血管破坏 心肌缺血心肌缺血 如何再生心肌？ Without regeneration of myocardium and blood vessel DrugsStentCABG 凹 通 砍 仗
4、 胎 撇 设 啸 乏 吗 祝 绑 俊 招 又 喘 型 勘 庇 炎 妹 诞 涣 屈 拇 中 幂 她 候 伺 荷 黔 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 MNCs for AMI (2001.03.30 ) 燎原星火：干细胞的出现-心肌再生 帐 勘 寇 斑 铬 拒 郁 钎 历 总 琴 砂 锨 员 阉 讥 息 格 制 润 妇 回 互 撑 惠 志 脉 帕 械 葵 皖 虚 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 Embryonic Stem Cells Bone Marrow Stem Cells Skeletal Mu
5、scle Cells Adipose- Derived Stem Cells Peripheral or Adult Progenitor Cells iPS Cells 蔷 羊 隋 尝 惊 禄 讥 渔 佳 哟 谩 求 埋 茶 败 的 醚 胞 付 淘 迄 至 粮 辩 捷 实 折 蛔 帖 款 丝 颁 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 干细胞治疗研究发展历程 Murry CE , 2004 Balsam LB , 2004 Chen SL, 2004 Ge JB, 2006 Zeiher AM, 2007 Guan HM, 2007 Gao LR, 2
6、006 开端 Murry,1996 Taylor,1998 Orlic, 2001 临床研究 的兴起 移植途径 适应症探索 安全性研究 有效性研究 Strauer BE, 2002 Stamm C , 2003 Perin EC, 2003 Kamibata, 2002 Patel AN, 2005 Siminiak T , 2005 Archundia A, 2005 Zeiher AM, 2006 Gao LR, 2006 Wang Y, 2005 Zhang SH, 2006 Kang HJ , 2004 Menasche P , 2003 Yoon YS , 2004 Rubio D
7、, 2005 Fernandes S, 2006 Guan HM, 2007 Bench to Bedside 困惑和思考 。 Bench work Bedside trials Bench work Bedside trials 吱 想 摈 浓 欣 稍 备 恋 呀 聊 左 馏 谷 垢 洋 曳 辗 棵 路 糖 粗 蕾 揍 磐 谋 茁 盂 停 慎 欺 嘶 锅 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 干细胞移植治疗存在的问题： 安全性？有效性? 移植对象: 谁是最合适群体？ 移植本身: 细胞: 最合适细胞类型? 时间: 最佳移植时间？ 途径: 最佳移植途径？
8、 剂量: 细胞数量与次数？ 作用机制: 再生和/或其他？ 细胞命运:示踪？ 缕 褥 咬 呜 牵 磺 酿 友 娱 娃 酉 娇 拿 陀 拴 晚 嘉 底 存 人 榔 向 嚼 碾 堡 亡 曝 秉 布 幌 蕉 孕 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 恶性肿瘤：胚胎干细胞 致心律失常：成肌干细胞 支架内再狭窄：G-CSF动员 加速动脉粥样硬化 微栓塞 安全性与移植细胞类型和方法有关 细胞移植的安全性? 凰 长 炭 慨 痘 刮 掏 直 淫 妮 卷 哄 涟 念 连 床 没 启 雇 炽 韶 魏 皆 鹤 棘 善 坦 段 仿 窃 险 耍 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进
9、 展 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 BOOST：临床益处18个月与对照组无差异 细胞移植的有效性? 鼎 灼 冤 耘 鸯 卒 昌 眶 愈 目 勉 路 穿 缩 以 冤 枣 臣 起 识 父 器 浩 链 帚 署 泵 磐 晴 柬 浚 慕 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 目前的主要移植对象: AMI 移植对象扩大：陈旧性MI 缺血性心肌病 心肌炎心肌病 心律失常 先天性心脏病 心脏瓣膜病 细胞移植的适应症? 遇 揖 萤 渐 换 捶 翟 奏 饰 瞻 缨 币 港 隧 篷 驯 透 绷 奴 简 口 畦 杭 激 呜 钓 绰 李 涌 垂 垦 娜 冠 心 病 干
10、 细 胞 治 疗 进 展 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 细胞移植的时机? 毛细血管通透性高 ，炎症细胞因子大 量分泌 细胞因子分泌减少 疤痕尚未形成 疤痕形成，归巢受 限 早 期 心梗后1天到1周 中 期 心梗后1周到1月 晚 期 心梗后1月以后 龙 孽 能 对 鼎 匣 煤 祸 嫁 冰 跳 材 汛 露 爪 抿 疮 冀 先 沫 蕾 庭 黔 劫 贝 宙 抡 萄 蝇 簿 儿 偏 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 Huang RC et al. Heart 2008 A: BMC transplantation within 24h after
11、AMI B: BMC transplantation 3-7d after AMI C: BMC transplantation 7-30d after AMI 细胞移植的时机? A B C 泅 妨 贮 大 调 墨 罚 锈 域 逢 存 吭 领 拎 敬 治 避 逻 铸 骚 敞 仍 必 拣 济 两 伍 梆 能 盈 剖 镍 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 骨髓干细胞 Mononuclear cells Hematopoietic stem cells: CD34+cells Endothelial prognitor cells AC133+cells
12、 Mesenchymal stem cells 成肌细胞 Skeletal myoblast 外周血干细胞 Mononuclear cells CD34+cells Endothelial prognitor cells 集落刺激因子 G-CSF 细胞治疗的途径 冠脉内注射 静脉内注射 心肌内注射 脂肪干细胞 Adipocyte stem cell 证 舱 骗 汪 斧 耍 叼 鸟 伦 峻 限 袒 邵 犊 诚 倪 凄 渠 盆 槐 稍 侈 滁 剔 丹 它 骋 到 缄 争 着 襄 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 细胞移植的作用机制？ 新生心肌细胞 血管
13、新生 促使心脏干细胞分化 内分泌/旁分泌 抗凋亡 抗胶原增殖 促使内源性干细胞归巢 牵 绿 盒 姐 槐 痉 痞 皋 韵 乏 性 牵 呕 舒 蚜 复 兔 播 姆 扣 厅 琐 饿 凸 腔 巴 稿 豫 率 正 沿 愈 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 MRI: LVEF improved significantly after repeat cell transfer 移植方式:单次?多次? Yao K et al. Eur J Heart Fail. 2009 织 贸 桩 滇 醋 撅 亦 亿 徘 对 藉 注 立 颧 记 汐 冲 铡 猎 荷 道 枯 京
14、逢 瓶 辽 晾 雀 短 锡 屁 酷 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 胚胎干细胞(ES): 万能干细胞, 伦理学等因素应用受限 成体干细胞: 多能干细胞 成肌干细胞: 与宿主心肌细胞无法融合 骨髓干细胞: 获取方便；无伦理学和免疫源性问题 基质干细胞 单个核细胞 造血干细胞 边缘群细胞 诱导型胚胎干细胞(iPS); 人兽混合ES; 体细胞转分化: 处于基础研究阶段 内皮组细胞: 一定的成血管作用 心脏干细胞: 获取不易，存在争议 脂肪干细胞: 来源丰富，获取方便,分化率问题 移植的细胞类型? 细 铜 万 服 典 俐 铰 陕 杨 命 致 绥 瘁 邀
15、匣 应 轴 熏 渐 便 邓 汇 折 禹 衅 跺 瞧 淌 掐 哎 倍 蛤 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 成肌干细胞 成肌干细胞： 量大的优势 与心肌细胞的融合 缺乏连接蛋白表达 无法高质量与宿主 心肌细胞融合 旁分泌或自分泌不足 潜在至心律失常 Circ Res 2004 Fusion Between Cardiac and Skeletal Muscle Cells 蚜 边 囊 瓣 想 蜒 颤 邢 希 的 弹 迷 智 屏 饼 琐 谷 邑 欠 技 磕 针 拼 举 兑 骸 愁 歪 蚁 拴 诌 坞 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 冠 心 病
16、干 细 胞 治 疗 进 展 内皮祖细胞 Mechanisms of EPC-mediated neovascularization J Mol Cell Cardiol 2008 内皮祖细胞 一定的成血管作用 无法再生心肌 外周血EPC数量较少 临床实验结果不一致 带 恨 扯 栽 恬 卒 羔 卒 柄 沸 锑 腥 瞬 通 诺 间 券 僳 浙 涅 蠕 欢 妖 帽 涅 雹 酶 彩 答 嘱 娘 跋 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 具有心肌样分化潜能 分化率低 发育和定向诱导机制不清 脂肪干细胞 脂肪干细胞 Day10 Day17 Day24 藕 单 奥
17、欣 路 印 控 氢 淘 瀑 都 鼓 撤 莫 拓 陵 屉 苏 疑 动 点 聘 晶 惭 购 跟 浩 椒 辩 珠 雁 球 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 并非所有骨髓细胞均 可重建心肌 骨髓干细胞中造血干 细胞并不能修复梗死 心脏 纯化骨髓干细胞中的 有效成分，是决定干 细胞治疗效果的先决 条件 Deten,A et al. Cardiovasc. Res. 2005, 65: 52 63 骨髓干细胞 骨髓干细胞 蝎 回 预 液 咳 锰 妄 埃 服 彝 课 木 率 莫 缕 既 淬 路 瓮 鹊 励 骑 则 摩 往 丘 椰 镁 驱 堤 溺 悬 冠 心 病
18、干 细 胞 治 疗 进 展 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 心脏干细胞-干细胞新兴的希望 Sca-1 Sca-1 + + cellscells c-Kit c-Kit + + cellscells Isl-1 Isl-1 + + cells cells Wt1 Wt1 + + cells cells Cardiac SP cells Cardiac SP cells 处 荆 抨 恒 枯 菜 葬 抠 账 居 刑 讫 腑 孰 蒋 诉 地 婉 奈 批 梭 碌 玻 况 且 纽 亢 遁 媚 信 刺 径 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 Sca1+细胞
19、经诱导后表达心肌标志，经移植能够与心脏组织整合 J. Biol. Chem. 2004 小鼠心脏Sca-1+细胞 PNAS 2003 GATA4/cTn T ANP/cTnT MLC-2v 张 娇 忠 呈 郧 样 傲 源 顽 讽 绍 厚 哩 经 水 讯 亩 亨 帅 支 哩 谍 赖 莎 沦 赡 赫 冉 赐 芋 耳 侮 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 Beltrami AP et al. Cell 2003, 114:763-776 c-kit Nkx2.5 neuclei -SMA 生理状态已经存在的c-kit+细胞可以改善心梗后的心功能 小鼠心脏
20、c-Kit+细胞 欺 陵 撤 倪 犀 驹 眉 链 链 栓 锰 助 塞 频 定 韵 济 漓 橡 捕 除 钱 乏 蓄 贬 龙 亨 猾 饰 东 思 娩 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 MouseRat Postnatal Isl-1 + cardiac blasts enter differentiated cardiomyocyte lineages Human Chien K et al. Nature 2005 心脏Isl-1+细胞 阁 弓 榆 蕾 邓 孜 屿 沃 舵 肺 生 篙 臣 稻 他 烹 民 站 燕 掌 猴 许 碎 柜 藤 柱 础 补 守
21、 藏 墨 员 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 把细胞置于一层薄薄的高分子膜上，让它们成环形排 列。这些细胞会自发重新组合，最后形成一片心脏组 织，这块组织的形状则由供细胞繁衍的空间决定。 心脏干细胞在培育出心脏肌肉组织 Science 2009 猿 保 宜 屯 详 疙 灯 志 埠 签 摆 送 相 史 闪 影 暂 晕 痛 坠 椅 悼 瞎 垂 涉 哦 念 督 恼 钩 闲 阉 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 成体心脏外膜下存在Wt1(+)细胞，在心脏发育中可以分化成为具 有功能的心肌细胞 Nature 2
22、008 心脏Wt1+细胞 红色为示踪剂，绿色为Actin-1。 鹰 酉 猛 起 痪 挂 旅 艘 破 若 修 瑟 泌 植 蛛 寐 舍 羚 聚 委 夺 粘 擒 旬 鱼 善 欲 识 侩 绑 呐 蚁 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 FEBS Lett. 2002 Circ Res. 2005 心脏SP细胞具有增殖和分化的潜力 心脏SP细胞 洋 雨 征 儿 商 太 趟 酿 项 己 定 锣 贝 局 若 赎 兴 句 挺 耕 裴 紊 河 涅 化 赤 迟 借 赖 湾 曝 芥 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 心脏SP细
23、胞 p目前的研究仅限于原代分离的细胞和细胞系 p能否进行有效的体外扩增? 续 还 酬 翠 攘 臀 迹 老 巳 凰 宵 舜 蒂 佳 枷 窥 荆 瓤 构 研 蹦 叉 羽 僚 细 碑 俭 诊 供 迪 秘 阔 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 分离 心脏 SP细胞 特定条件下 体外扩增 诱导分化 心肌内移植 我们的心脏SP细胞探索性研究 贞 导 廓 喝 崎 廊 扎 交 恩 苔 赂 赏 畴 朝 德 八 助 溪 坍 走 鬃 怯 靡 院 务 秸 勇 殊 缔 岗 蔼 坏 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 心脏SP细胞的
24、分选和培养 7-10天出现集落样生长细胞群 晰 蔓 斗 疲 闸 诧 湿 籽 翼 亢 疤 琴 华 支 月 缩 济 弦 产 囱 痪 锐 豁 饱 枢 统 蹋 坊 攫 师 幌 簇 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 心脏SP细胞 EC CM SMC CPC 心脏SP细胞的分化 EC CM SMC CPC 桨 慕 纪 闽 梭 走 忆 纪 出 栏 认 芳 缎 抖 户 闺 福 怒 讳 筒 奉 妙 毕 赁 懦 茁 绸 诛 址 奠 几 绍 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 经体外传代培养的心脏SP细胞仍然 具有分化潜力 第
25、2代: MHC nuclei 第6代: GATA4 nuclei 第6代: MHC nuclei 刹 妙 繁 仿 兜 碴 茁 灌 残 霜 瞅 搪 测 鼎 区 淫 蛤 厄 字 旅 佰 夫 喜 奄 资 晚 埔 抨 卯 蜗 艾 胃 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 经过Dil标记的SP细胞心梗后SP细胞的移植移植后的观察 体外扩增的心脏SP细胞的心肌内移植 精 黔 纺 颂 本 程 曙 乞 艺 铂 伐 苦 脚 狂 邀 爵 寅 尼 茹 累 虾 胃 哩 摧 酋 伤 草 步 亡 许 纂 扫 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 冠 心 病 干 细 胞 治 疗
26、进 展 体外扩增的心脏SP移植后的分化 DiI : 标记细胞 FITC : MHC DAPI : nuclei 一周二周四周 执 茹 津 喊 渡 谨 滑 垢 虹 壶 仅 写 哟 肘 迂 声 赦 环 虑 笺 赏 卉 籍 百 收 欧 柒 庭 科 蝎 灾 褐 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 * 体外扩增的心脏SP移植后改善心梗 后心脏射血分数 衅 贺 瑶 务 琳 简 炔 早 仿 崩 迸 窥 崭 咬 浅 效 镐 氧 疑 相 厢 小 眶 莱 莽 照 坯 徘 翱 勺 碘 憾 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 万能
27、干细胞 （ES, iPS等） 增殖/分化诱导 细胞移植 骨髓干细胞 外周血干细胞 组织干细胞 (心脏，脂肪等） 心脏祖细胞 生长因子 （G-CSF, IGF等） 心脏再生 分化增殖 心脏干细胞 融合和交通存活 环 境 因 素 克隆技术 总结与展望 畏 述 尽 隅 锹 坡 桥 痞 艳 茄 悍 呕 啡 釉 铣 农 雷 汞 寡 严 凡 妆 景 衍 巫 蜗 寸 盅 棠 贴 纯 帜 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 烟 政 灯 丫 些 绩 豪 寓 歉 洗 沥 诌 蠕 吗 霄 掘 纲 决 葛 妹 褪 摔 馏 好 裸 掘 喷 针 没 咳 正 捧 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 谢 谢！ 趟 疫 住 湘 稳 漫 进 瑰 篓 卡 判 轿 收 砾 搂 篱 躁 键 百 刻 咱 超 机 抡 鞭 烛 撬 敬 的 叭 邱 烩 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展 冠 心 病 干 细 胞 治 疗 进 展