心血管疾病仍是全球首要死因，仅心力衰竭就影响全球超过2600万人，而先天性畸形是最常见的人类出生缺陷。尽管数十年来已有诸多努力，患者和医生仍需科学和医学突破来对抗这些破坏性疾病。
为应对这一严峻形势，格莱斯顿心血管疾病研究所（Gladstone Institute of Cardiovascular Disease）利用重要的遗传学、发育生物学、化学、生物系统、计算和工程学方法来研究心脏病和干细胞生物学。
近期，该所的大部分工作依托于两项范式转变的发现：诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells）和CRISPR-Cas9基因编辑技术。这些技术的发现者——山中伸弥（Shinya Yamanaka）和珍妮弗·杜德纳（Jennifer Doudna）——均在格莱斯顿设有实验室。其他格莱斯顿研究人员还发现了运用这些方法研究心血管疾病的新途径，并将研究成果转化为有助于修复受损心脏的疗法。
格莱斯顿科学家还培养下一代心血管医师和研究人员。
贝诺瓦·布鲁诺博士（Benoit Bruneau）表示：“我们汇聚了医学博士（MDs）、哲学博士（PhDs）、干细胞生物学家、组织与基因组工程师以及生理学家——所有专家都致力于同一个目标：更好地理解心脏如何形成以及这一重要器官可能出现的问题，从而帮助心血管疾病患者。”
主要科学成就
揭示控制心脏形成的基因网络
格莱斯顿科学家绘制了指导胎儿心脏发育的基因网络图谱，阐明了自然如何指示细胞成为心肌细胞并形成器官。发现这些分子已深刻改变了我们对先天性心脏缺陷的理解，并揭示了心脏病的遗传原因，为未来预防这些疾病铺平了道路。
重编程细胞以再生受损心脏
当心肌梗死发生时，部分心肌的血液供应中断，导致心肌死亡；此时，构成心脏约50%的心脏成纤维细胞会迁移形成不跳动的疤痕组织。格莱斯顿研究人员成功将小鼠心脏中的成纤维细胞重编程为跳动的心肌。因此，成纤维细胞不再形成疤痕组织，而是转变为跳动的心肌细胞，融入心肌组织并改善心脏泵血功能。这种利用驻留细胞再生心脏的方法目前正由衍生公司十纳治疗公司（Tenaya Therapeutics）推进至临床应用。
改进细胞重编程技术
格莱斯顿研究所研究员山中伸弥（Shinya Yamanaka）首次发现成人细胞可被重编程为干细胞，这一突破彻底改变了生物学，推动了再生医学研究，并荣获2012年诺贝尔奖。格莱斯顿科学家识别出可替代传统遗传物质的小分子，成功利用CRISPR-Cas9技术将成纤维细胞重编程为多能干细胞。他们还确定了特定小分子组合，能直接将成纤维细胞重编程为心脏、神经、肝脏和胰腺细胞，简化了向特定细胞类型的重编程过程。
发现心脏病的遗传原因及潜在机制
自1979年以来，格莱斯顿研究人员始终处于心脏病研究前沿。早期，他们对胆固醇和载脂蛋白在冠状动脉疾病中的作用做出了重要贡献。近期，研究重点转向深入理解心脏早期发育及影响心脏的出生缺陷。他们发现了人类心脏间隔缺损和瓣膜疾病的遗传原因，并阐明了微妙的遗传变异组合如何导致人类疾病。
阐明胆固醇与心脏病的关联
格莱斯顿科学家识别并描述了载脂蛋白E（apolipoprotein E, apoE）的特征，发现其参与胆固醇代谢和心脏病进程。这项开创性研究还为揭示apoE4在阿尔茨海默病及其他神经系统疾病中的作用奠定了基础。
心血管专家
所长寄语
我们汇聚了医学博士、哲学博士、组织工程师、干细胞生物学家、基因组工程师和生理学家——所有专家都致力于同一个目标：更好地理解心脏如何形成以及这一重要器官可能出现的问题，从而帮助心血管疾病患者。
“我们正将科学研究推向未被开发的潜力领域。”
我们坚信跨学科研究的力量，通过共同努力实现个人无法达成的成就。借助最新技术，我们正将科学研究推向未被开发的潜力领域，这将推动心血管研究朝着崭新而激动人心的方向发展。
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