2019年是再生醫學獲得重大突破的一年，這包括幹細胞再生、心臟再生、毛髮再生等等多方面，為醫學進步提供了助力，同時也為科學家深入瞭解疾病和研究新型療法提供助力。下面我們就來回顧一下，2019年再生醫學領域都有哪些值得關注的研究。
【1】Nature：挑戰常規！揭示心臟幹細胞療法竟與幹細胞的再生能力無關
doi：10.1038/s41586-019-1802-2
一項新的研究表明幹細胞療法可幫助心臟從心臟病發作中恢復過來，但是這種恢復並不是出於20年前提出的作為當前正在開展的臨床試驗基礎的生物學原因。它指出心臟幹細胞以一種完全不同的方式幫助受損的心臟，而不是像最初提出的那樣通過替換受損的或死亡的心臟細胞來實現，相關研究結果近期發表在Nature期刊上。
這項研究報道將活的甚至死的心臟幹細胞注入小鼠受傷的心臟中會觸發急性炎症過程，繼而產生類似傷口癒合的反應，從而增強心臟受傷部位的機械性能。研究者表示，在免疫系統中的巨噬細胞介導下，這種繼發性癒合過程對心臟病發作後的心臟功能有一定的益處；這種先天免疫反應會急劇地改變心臟受傷區域周圍的細胞活性，使得心臟在癒合時形成了更優化的瘢痕組織，並具有改善的收縮性。我們的研究的意義非常直接，併為心血管醫學領域尚未解決的爭論提供了重要的新證據。
【2】eLife：心臟再生領域新突破
doi：10.7554/eLife.42762
冠心病成為致命性疾病的原因之一是心臟組織中會積聚液體並形成疤痕，從而阻止心臟的正常收縮以及心臟向身體提供新鮮血液的能力。如果疤痕產生的過多，則會導致心力衰竭的發生。
對此，來自CHLA Saban研究所的科學家們希望通過對斑馬魚的研究來找到心臟再生的秘密；研究者表示，我們對斑馬魚感興趣是因為它們的心臟具有驚人的再生能力。斑馬魚可以清除受損的心臟組織，並用新鮮的，功能正常的心肌細胞代替；然而，其中的分子機制目前並不完全清除；研究者揭示了斑馬魚從心臟損傷中恢復的機制，相關結果可能有助於為患有先天性心臟缺陷的嬰兒或遭受心臟病的患者開發新的治療方法。
【3】Science：淋巴系統在毛髮再生中起著關鍵作用
doi：10.1126/science.aay4509
考慮到每天承受的磨損程度，皮膚有非凡的自我修復能力。分佈在皮膚中的是較小的幹細胞庫，它們嵌入在稱為壁龕（niche）的支持性微環境中，從而使得這種修復過程受到嚴格控制。在修復時，補充過多的組織可能會導致癌症等問題，而補充過少的組織可能會加快衰老。
在此之前，科學家還不確定這些幹細胞本身是否可以通過重塑它們的壁龕來指導其他幹細胞形成新皮膚。在一項新的研究中，美國洛克菲勒大學的Elaine Fuchs教授及其團隊發現幹細胞確實能夠影響組織再生。這項研究鑑定出幹細胞用來跨過壁龕傳遞信號的分子協調工具。相關研究結果發表在Science期刊上。這些研究人員還發現了壁龕中的新組分：一種稱為淋巴毛細血管的特殊類型血管，該血管運輸免疫細胞並從組織中排出多餘的液體和毒素。這項新的研究表明在皮膚中，這些毛細血管在每個毛囊內的幹細胞壁龕周圍形成了緊密的網絡，從而將它的所有壁龕相連接在一起。
【4】Science子刊：治療先天性心臟病有戲！β受體阻滯劑可促進嬰兒心肌再生
doi：10.1126/scitranslmed.aaw6419
外科手術可以在嬰兒出生後不久修復先天性心臟缺陷，但是這些嬰兒將在一生當中具有更高的心力衰竭風險。然而，在一項新的研究中，來自美國匹茲堡大學的研究人員報道β受體阻滯劑（β-blocker）可能作為外科手術的補充，促進嬰兒心肌再生，並且減輕先天性心臟病的持久影響，相關研究結果發表在Science Translational Medicine期刊上。
研究者表示，問題不再是‘我們可以拯救這樣的嬰兒嗎，對我們的年輕患者而言，他們面臨的挑戰是我們想要讓他們的壽命變得較長，在理想情況下與沒有心臟病的人一樣長。對於一種相對常見的稱為“法洛四聯症（Tetralogy of Fallot）”的先天性心臟缺陷，對它的治療通常需要在嬰兒3——6個月大的時候進行外科手術，這時心肌細胞正好處於生產高峰期。在最初的幾個月中，心臟功能下降可能導致這些嬰兒錯過構建心肌的重要機會。
【5】Cell Stem Cell：揭示YAP在肝臟上皮穩態和再生中起著至關重要的作用
doi：10.1016/j.stem.2019.04.004
肝臟是身體內以代謝功能為主的一個器官，並在身體裡面起著去氧化、儲存肝糖、分泌性蛋白質的合成等作用。肝臟也製造消化系統中之膽汁。在一項新的研究中，來自美國和荷蘭的研究人員進行了單細胞RNA測序，以探究BEC細胞和肝實質細胞在穩態時和在遭受損傷後的異質性。他們發現了顯著的穩態BEC細胞異質性，這反映了一種YAP依賴性程序的波動激活，但並未發現轉錄上定義的祖細胞樣BEC細胞的證據，相關研究結果近期發表在Cell Stem Cell期刊上。
這種轉錄特徵確定了穩態時的動態細胞狀態，並且對損傷作出高度的反應性。YAP信號是由生理水平的膽汁酸（bile acid， BA）誘導的，也是BEC細胞在暴露於膽汁酸下存活下來所必需的，此外也是在遭受損傷時肝實質細胞重編程為膽管祖細胞（biliary progenitor）所必需的。
【6】PNAS：揭示新生小鼠心臟再生之謎
doi：10.1073/pnas.1905824116
長期以來，心臟病患者尋求的聖盃一直是一種再生健康心臟組織的方法，但到目前為止，重建受損心臟所需的基本構件仍然難以找到。如今，在一項新的研究中，來自美國德克薩斯大學西南醫學中心的研究人員揭示了在目前已知在受傷後重新長出大部分心臟組織的唯一哺乳動物---新生小鼠---中心臟再生的分子機制。相關研究結果發表在PNAS期刊上。
新生小鼠長期以來一直保持著再生大約15%的心室組織的秘密，這種能力發生在出生後大約7天的短暫窗口內。一旦過了這個窗口期，心臟細胞就會成熟，小鼠就會永遠失去重新長出受損心臟區域的能力。這項研究正在德克薩斯大學哈蒙再生科學與醫學中心進行，科學家們已在這裡發表了一系列關於心臟再生方面的突破性研究結果。2011年通過與另一個美國研究小組合作，德克薩斯大學研究人員在世界上首次宣佈新生小鼠能夠重新長出大量心臟組織。這些較小的小鼠通過再生新的心肌細胞重新啟動它們的心臟再生。
【7】Nat Commun：利用幹細胞治療心肌梗塞有戲！新型雙幹細胞療法促進心臟再生
doi：10.1038/s41467-019-11091-2
作為由嚴重心血管疾病引起的醫療緊急事故，心肌梗塞（MI）對心臟造成永久性的危及生命的損傷。在一項新的研究中，來自中國香港城市大學和韓國天主教大學等研究機構的研究人員開發出一種雙管齊下的方法：利用兩種類型的幹細胞同時再生心肌細胞和心臟血管系統。這一發現為開發出一種修復發生心肌梗塞的心臟（下稱MI心臟）的療法提供了希望，而且一旦開發成功，這種療法有望作為對重症患者進行現有的複雜且危險的心臟移植的替代方案。相關研究結果近期發表在Nature Communications期刊上。
心肌梗塞是一種由心肌的冠狀動脈供血不足引起的致命疾病。它導致心肌細胞（CM）的永久性損失和瘢痕組織形成，從而引起心臟功能的不可逆破壞，甚至心力衰竭。針對嚴重心肌梗死和晚期心力衰竭的治療選擇是有限的，心臟移植是最後的選擇。但是，它風險很大，成本高，並且受限於合適的供者。因此，基於幹細胞的療法已成為一種有前途的治療選擇。
【8】Nat Biotechnol：人類胚胎幹細胞來源的心外膜細胞增強心肌細胞驅動的心臟再生
doi：10.1038/s41587-019-0197-9
心外膜及其衍生物為發育和成體心臟提供營養和結構支持。為此，來自華盛頓大學的Charles E. Murry和劍橋大學的Sanjay Sinha合作測試了人類胚胎幹細胞(hESC)來源的心外膜在體外增強工程心臟組織的結構和功能的能力，並提高hESC-心肌細胞移植在心肌梗死大鼠心臟中的療效，相關研究成果發表在Nature Biotechnology雜誌上。
與間充質間質細胞相比，心外膜細胞顯著增強了人工程心臟組織的收縮力、肌原纖維結構和鈣處理能力，減少了被動剛度。移植的心外膜細胞在梗死的心臟中形成持久的成纖維細胞移植物。hESC來源的心外膜細胞和心肌細胞在體內的聯合移植使移植物心肌細胞的增殖速度增加了一倍，使心臟移植物的尺寸增加了2.6倍，同時增強了移植物和宿主的血管化。
【9】Nat Commun：發現具有再生能力的肝膽混合祖細胞，有望替代肝移植
doi：10.1038/s41467-019-11266-x
近日，一項刊登在Nature Communications雜誌上的研究報告中，來自倫敦國王學院的研究人員利用單細胞RNA測序技術，發現了一種可以再生肝臟組織的細胞，可以在不需要移植的情況下治療肝功能衰竭；文章中，研究人員發現了一種名為肝膽混合祖細胞(HHyP)的新型細胞，它是在我們的子宮早期發育過程中形成的。令人驚訝的是，HHyP在成人中也存在少量，這些細胞可以生長成成人肝臟的兩種主要細胞類型(肝細胞和膽管細胞)，具有類似HHyPs幹細胞的特性。
研究小組對HHyPs進行了檢測，發現它們與小鼠幹細胞相似，後者被發現可在嚴重損傷(如肝硬化)後迅速修復小鼠肝臟。研究者表示，我們第一次發現，具有真正幹細胞特性的細胞很可能存在於人類肝臟中。這進而可以為治療肝病提供廣泛的再生醫學應用，包括繞過肝臟移植需求的可能性。肝病是英國第五大殺手，也是導致過早死亡的第三大常見原因，而且病例數量還在繼續上升。它可以由生活方式問題引起，如肥胖、病毒、酒精濫用，也可以由非生活方式問題引起，如自身免疫和基因介導的疾病。
【10】Cell Rep：揭示女性月經週期中再生子宮內膜的幹細胞來源
doi：10.1016/j.celrep.2019.04.088
在女性的生育期裡，子宮每個月都會脫落並再生內膜組織，為懷孕或下一個週期做準備。人類生殖這一古老而重要的部分背後的過程尚未得到很好的理解；近日，一項刊登在國際雜誌Cell Reports上的研究報告中，來自耶魯大學的科學家們通過研究發現，幹細胞和一種基因參與了這個每月一次的活動。
為了研究這一機制，研究人員使用激素來刺激小鼠的月經，然後，他們用熒光顯微鏡檢查了生殖週期不同階段的子宮組織切片，最後一步是量化子宮內膜內的細胞，即上皮細胞。研究人員發現了一組名為CD34+KLF4+的幹細胞，它們從子宮內膜遷移到上皮細胞，取代月經期間脫落的組織。他們還發現了一種調節這一過程的基因。如果基因表達異常高，可導致不孕；如果基因功能喪失，可能發展成子宮內膜癌，相關研究結果表明，該基因可能成為治療這些常見疾病的藥物的一個有希望的靶點。
2019年的這些研究，不僅讓科學家對疾病的發病原理有了更深刻的認知，對於疾病的治療亦有了更好的研究方向，希望2020年，科學家可以繼往開來，再創輝煌！
文章來源：生物谷
