艾莉森·林恩 | 2024年6月21日
亚利桑那州立大学伊拉·A·富尔顿工程学院生物医学工程副教授梅赫迪·尼克哈及其在亚利桑那州妙佑医疗国际的合作者，已获得美国国立卫生研究院270万美元资助，用于研究干细胞工程和组织再生如何辅助心肌梗死后的恢复。
该研究将与妙佑医疗国际心血管研究专家、生物医学工程教授朱武强合作开展。
尼克哈和朱武强正在探索干细胞移植技术，以修复甚至再生受损的心肌组织。他们的工作聚焦于利用人诱导多能干细胞（hiPSCs）开发新型工程化心肌组织（EHTs），相关成果已在《ACS Biomaterials》期刊发表两篇论文。
心肌梗死解析
心肌梗死，医学上称为心肌梗塞，发生在向心脏输送血液和氧气的冠状动脉被阻塞时。这种阻塞通常由心脏动脉内积聚的含脂肪胆固醇沉积物（称为斑块）引起。
当这些斑块破裂时，会引发一系列事件，导致血栓形成。这些血栓可阻塞动脉，阻碍血液流向心肌，从而触发心肌梗死。
“当某人发生心肌梗死时，负责将血液泵送至全身的左心室部分肌肉组织会受损，”尼克哈解释道。“随着时间推移，心脏其他部分必须承担更多工作负荷，最终可能导致灾难性的心力衰竭。”
富尔顿工程学院下属生物与健康系统工程学院的生物医学工程师团队，与亚利桑那州妙佑医疗国际的医学研究人员正采取创新举措，利用干细胞技术和再生医学辅助心肌梗死恢复。
尼克哈正在开发具有电学特性的工程化心肌组织（EHTs），以模拟天然心肌组织的收缩功能。
他将EHTs与金纳米棒整合，以增强干细胞间的电导性。金是一种合适材料，因其具有导电性且对人类细胞无毒，使纳米棒适用于医学研究和转化研究。
在实验室中，尼克哈团队将金纳米棒与生物相容性水凝胶混合，形成组织构建体——即干细胞贴片——以 rejuvenate 受损的心肌组织，为心脏再生提供 promising outcome。
“在我们生成贴片后，会从妙佑医疗国际朱博士的实验室获取工程化hiPSCs，”尼克哈说。“他们将细胞接种在贴片上，并观察其生物学特性，包括细胞增殖、细胞活力和基因表达分析，以了解细胞对导电水凝胶的反应。
“我们已成功使用hiPSC衍生的心肌细胞和心脏成纤维细胞创建了跳动的心肌组织。”
这些细胞的成功整合和增殖可促进新健康心肌组织的形成，有望逆转心肌梗死造成的损伤并增强恢复过程。
重编程的人类干细胞具有近乎无限的潜力，因为它们可分化为各种细胞类型。这意味着hiPSCs还可用于构建毛细血管和血管，这对于恢复受损心脏区域的充足血流和氧气供应至关重要。
此过程涉及将hiPSCs分化为内皮细胞，这些细胞构成血管内壁，从而促进心脏血管网络的重建。
尼克哈实验室的研究生米歇尔·江目前正在研究EHTs以改善细胞成熟度并观察其电学特性。
“参与此项目让我深刻认识到生物医学工程技术与生物学的交汇如何为再生医学领域创造新的治疗可能性，”江表示。“我很期待看到当前研究如何进一步发展，并可能为生物医学研究提供有价值的见解。”
利用这些技术，尼克哈和朱武强可观察编程细胞再生受损心肌组织的能力。随着再生医学的持续进步，有望显著改善心肌梗死患者的治疗效果。
【全文结束】
