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心肌梗死是一种可怕的疾病。在身体构造中,心脏起到了泵的作用,如果输送到心脏的血液量因动脉硬化等原因而不足,就会引起心肌梗塞,心脏的一部分肌肉(心肌)就会因缺氧而坏死,心肌梗死等缺血性心脏病最终会导致心力衰竭,但目前没有有效的治疗严重心力衰竭的方法。
利用iPS细胞制造心肌细胞并将其移植到心脏中,这是世界上第一个极具突破性的治疗法,在不久的将来,将会普及。由庆应大学的生物风险投资公司将与海外大型制药公司合作,目标是在三年内开发新产品。
替换坏死的心脏
该生物创业公司"Heartseed"的总裁兼庆应大学医学院(心血管内科)福田惠一教授说,“估计约人被推测为重症心力衰竭的患者没有有效的治疗方法,我们希望通过科学的力量来拯救他们。”讲述了致力于利用iPS细胞进行心肌再生医疗的根据。5年是癌症生存率的标准,而严重心力衰竭患者的5年生存率低于癌症。如果用新的心肌替换坏死的心肌,心脏的功能就会得到很大的改善。
移植到老鼠身上的人类再生心肌
心律失常和肿瘤的风险最小化
虽然再生的是心室肌,但这一领域的竞争非常激烈。该公司的技术优势首先在于iPS细胞的分化诱导。如果心房肌肉和被称为心脏起搏器的细胞混在一起,就有心律失常的风险。通过使心室肌肉完全分化诱导,将风险降到最低。
接下来是纯化精制的过程。如果残留有未分化的iPS细胞和不能成为心肌的细胞,就有可能肿瘤化。因此将纯化率提高到几乎%,抑制了肿瘤化的风险。此外,还有一个难题,是移植到患者心脏的细胞存活并定居的比率(存活率)。与竞争的其他研究小组1~3%的生还率相比,超过了50%。这不是通过移植单个心肌细胞,而是通过制造“心肌球”这一凝块进行移植来实现。还开发了一种特殊的注射针,可以在几乎不伴随出血的情况下移植足够数量的iPS细胞。
浓缩单个再生心肌的"心肌球
老鼠移植心肌,一年后仍在跳动
将再生心肌移植给免疫缺陷的小鼠,4个月后,小鼠建立起微血管网络,出现了一种名为横纹的成熟心肌形态。一年过去了,移植的再生心肌仍在跳动(收缩活动)。
福田教授强调说:“这一切,都是通过深挖一个点而得出的独特技术。我们坚信能够提供安全、可靠的再生医疗。”
移植的再生心肌在一年后仍然跳动(红色部分)
以“开除”的觉悟贯彻初衷
研究的路程并不平坦。“在再生医疗领域,以生理学研究为主,无法进行基因层面的研究。这样下去,无论怎么坚持,目标都无法达成。”在参观美国加利福尼亚大学旧金山分校(UCSF)时,福田教授的这种想法更加强烈。
“虽然我没有做过分子生物学研究,但我会尽我最大的努力,请让我在这里进行研究。”对于福田教授的提议,一位UCSF相关人士说:“你打算在美国待几年?在日本学习了分子生物学之后,再来美国吧。”于是,福田教授便打算去国立癌症中心研究所进行“国内留学”。
“这种事是不允许的。为所欲为的人会被开除。”尽管如此,福田教授还是坚持自己的初衷,“即使被开除也没关系,我要做自己想做的事。”在担任癌症研究院研究员后,福田教授赴美国哈佛、密歇根两所大学医学院留学。
不需要捐赠者的“心脏移植”
心脏移植刚开始的时候,实施手术的患者在几天到几十天内死亡,甚至因此被批评为“杀人犯”。但是,通过免疫抑制剂,患者可以活很长一段时间,移植据说是心力衰竭的最后治疗方法。这是为了拯救生命而不断创新的成果。
心脏移植在日本每年约有50例,在发达的美国也有例左右。然而,心脏移植面临着供体不足的问题,有很多人在等待移植的过程中死亡。对于心肌再生的医疗,福田教授表示,“这是不需要捐赠者的‘心脏移植’。”强调这是一种革新性的治疗方法。
福田惠一教授
从日本向世界传播
福田教授回忆说:“如果没有人认真去做,就无法达成目标。看看周围,没有人愿意去做,所以我想,那就自己去做吧。”在确定需要进行哪些研究后,福田教授等人确信可以实现心肌的再生和移植,实现产业化。于是,年,他冒险成立了“Heartseed”公司。
Heartseed合作的诺沃诺(丹麦)在糖尿病市场上的占有率居世界首位。不仅有专门的干细胞治疗组织,资金也非常雄厚。根据合作协议,最多将投入约亿日元的资金用于试验和产品开发等。福田教授说道:“我们在全球个国家都设有据点,可以以最快的速度将源自日本、世界最早的心肌再生医疗推广到世界各地。”
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