Circulation Res：心脏干细胞疗法作用机制仍是个谜

在众多的临床试验中，科学家们将不同类型的祖细胞（progenitor cell）注射到病人体内有助治疗受损的心脏。在某些情况下，病人的确具有更好的心脏功能，但是究竟是如何导致的？科学们家之间对这个问题一直存在分歧。根据一项新的针对大鼠的研究中，研究人员发现注射入体内的祖细胞本身并不是通过增殖产生新的心肌细胞而导致心脏功能改善。相关研究结果于2016年2月2日在线发表在Circulation Research期刊上，论文标题为“Long-Term Outcome of Administration of c-kitPOS Cardiac Progenitor Cells After Acute Myocardial Infarction: Transplanted Cells Do Not Become Cardiomyocytes, but Structural and Functional Improvement and Proliferation of Endogenous Cells Persist for At Least One Year”。

“这些细胞并不会变成成体心肌细胞”，论文共同作者、美国路易斯维尔大学医学院心脏细胞疗法研究员Roberto Bolli说，“因此，其中的机制显然是一种旁分泌作用，即这些细胞释放某种让心脏变得更好的‘物质’。最重要的问题是‘这种物质是什么？’”

Bolli团队研究人员研究了所谓的c-kit +细胞的命运，其中c-kit +细胞是从心脏中收集的祖细胞，之所以被称作这种名字，是因为这些细胞存在一种特定的激酶。c-kit +细胞在制造心肌中的作用一直是科学家们之间长期争论的来源：一些研究发现没有证据证实它们在体内产生新的心肌细胞，而其他的研究得出的结论是，如果条件合适的话，它们确实能够制造心肌。 

在此之前，Bolli团队和来自哈佛医学院的Piero Anversa 研究小组开展一项针对心脏病病人的临床试验中，他们将c-kit +细胞输注到病人体内。这项I期临床试验提示着这种注射c-kit +细胞的疗法降低心脏损伤。这临床试验的研究结果发表在2011年11月26日那期Lancet期刊上，论文标题为“Cardiac stem cells in patients with ischaemic cardiomyopathy (SCIPIO): initial results of a randomised phase 1 trial”。当时，Lancet期刊编辑对来自哈佛医学院的作者们绘制的这篇论文中的两幅补充图片表达了担忧。

对各种心脏细胞疗法的研究已发现绝大多数细胞并不能在超过几周的时间内停留在心脏内，这提示着这些细胞的作用机制可能并不在于它们自己直接产生新的心肌组织。为了测试c-kit +细胞是否也是这样，在这项新的研究中，Bolli团队从健康雄性大鼠心脏中收获c-kit +细胞，然后将它们注射进已被诱导心脏病发作的雌性大鼠体内。

与对照组雌性大鼠相比，在这些接受治疗的雌性大鼠中，它们的心脏具有较小的瘢痕组织，更多的心肌组织，因而具有改善的心脏功能。为了追踪这些注射的c-kit +细胞到底发生了什么，研究人员挑选出含有Y染色体的细胞，发现在心脏中，这种染色体占细胞核的4～8％。很多的这些细胞失去了c-kit阳性，而且从它们的形态上看，这些细胞并不是心肌细胞，并不促进心脏收缩。“说实话，我不知道它们是什么”，Bolli（也是Circulation Research期刊的总编辑）说，“这就是我们正在试图弄清楚的东西。”

看起来这些接受治疗的雌性大鼠确实发生更多的细胞增殖，Bolli将这归于这种细胞疗法。“非常令人吃惊的是，在移植后长达12个月内，这种增殖持续进行，这是另一种我无法解释的事情”，他说，“这种仅进行一次的移植如何能够激活持续12个月的增殖反应？”

研究人员已提出移植的这些细胞可能释放细胞因子、生长因子、微核糖核酸（microRNAs）、外来体（exosome），或者其中的一些组合，从而导致在动物和一些人研究中观察到的积极结果。正在美国洛杉矶市的西达斯西奈医院（Cedars Sinai Hospital）开发心脏细胞疗法的Eduardo Marbán在电子邮件中告诉《科学家》杂志，“这项研究只是证实了我们和其他人几年前已建立的一个范例。”

并不是所有的实验都支持这种旁分泌假设。Anversa如今在瑞士卢加诺市的提契诺心脏中心（Cardiocentro Ticino）工作，就曾报道这些移植的c-kit +细胞能够变成新的心肌细胞。在起诉哈佛医学院针对他的实验室进行调查（这种调查导致撤回一篇论文和以及修改一篇论文）后，他去年离开哈佛医学院。他拒绝透露他当前的职位。
Anversa说，他无法解释这种不一致性，但是对他而言，它并不吃惊，这是因为相同的细胞在不同的实验中发挥不同的作用。“这项研究给我留下深刻影响。它非常出色”，他告诉《科学家》杂志，“这些数据与他们对这些研究结果的解释是一致的。”

但是伦敦国王学院研究员Bernardo Nadal-Ginard，说这篇论文有“几个显著的缺陷”。首先，他注意到，并不是所有的c-kit +细胞都是心脏祖细胞。“这些移植的细胞具有旁分泌效应已被证实好多次”，Nadal-Ginard在给《科学家》杂志的电子邮件中写道，“这种效应在这些心脏祖细胞（cardiac progenitor cells, CPCs）的‘更新’、‘复制’或‘扩增’中发挥的作用是人们的猜测，这是因为[这篇论文的]作者们并没有寻找CPCs。他们只是监控c-kit +细胞。”

无论c-kit +细胞---或者用于心脏疗法中的任何其他类型的细胞---的作用机制是什么，临床试验仍然正在进行当中。目前，Bolli负责一项II期临床试验的部分项目。这项II期临床试验当前正在招募病人以便探究源自心脏的c-kit +细胞、源自骨髓的间充质干细胞或者这两种细胞组合使用治疗缺血性心肌病的疗效。