郑州大学研究表明NMN可提高“心脏补丁”间充质干细胞的质量和存活率

同时使用NMN和胃饥饿素预处理干细胞,比胃饥饿素单独预处理治疗心肌梗死的效果提高近三倍。

作者: Mercury, 北京协和医学院博士

心血管病是目前导致我国居民死亡的主要原因之一,据《中国心血管病报告(2020年)》显示,我国心脑血管病患病率逐年上升,目前患病人数约3.3亿。心肌细胞死亡是心肌梗死、心力衰竭等众多重症心脏疾病的原因之一。药物、介入和手术等治疗方式对死亡的心肌细胞都无能为力,而间充质干细胞可以生成新的心肌细胞,弥补此缺陷,就像是给有破损的心脏打一个补丁,修复破损处,被称为“心脏补丁”。

2020年11月,来自郑州大学的张文龙教授及其团队发现1使用NMN预处理间充质干细胞,可以提高干细胞的存活率,减少心肌细胞的氧化应激反应,治疗心肌梗死的效果更好。此项结果被发表于《欧洲药理学杂志》(European Journal of Pharmacology)杂志上。

干细胞治疗心脏病原理

成年人心脏的再生能力有限,众多心血管疾病均会导致不同程度的心肌细胞死亡,严重者甚至发生大面积的心肌梗死,最终导致致命的心衰。在动物实验中,研究人员发现,在心肌缺血后再灌注损伤后补充间充质干细胞,可以使其分化为新的心肌细胞,改善和重塑大鼠缺血性心肌功能,减少梗死的面积。因此,间充质干细胞也被称为“心脏补丁”2

间充质干细胞是一种多能干细胞,具有多项分化的潜能,在临床中常与造血干细胞联合应用,可以提高移植的成功率。近年来,间充质干细胞在治疗由异常生理损伤引起心脏病如心梗等方面卓有成效,挽救了越来越多病患的生命。

NMN预处理干细胞治疗效果更佳

干细胞疗法的关键是诱导分化补充心肌细胞。而间充质干细胞存活率低和分化率低是阻碍细胞治疗的重要原因。为解决该问题,科研人员尝试在移植前对干细胞进行预处理,以提高其存活率,促进其分化,其中胃饥饿素预处理应用最为广泛。

本研究的作者发现,使用NMN和胃饥饿素同时预处理间充质干细胞可以更好地提高干细胞的存活率,减少心肌梗死的面积。证明同时使用NMN预处理干细胞治疗心脏疾病效果更佳。

图1: NMN预处理干细胞治疗效果更佳
图上方示意不同处理小鼠心肌梗死的情况,图中白色部分代表心肌梗死。图下方纵坐标代表实验小鼠心肌梗死面积占心脏面积的百分比,缺血再灌注损伤会导致小鼠大面积心肌梗死,使用干细胞治疗可以显著降低梗死面积,而采用NMN预处理干细胞,再进行治疗可以加强干细胞治疗的效果,进一步降低心脏梗死面积。用单因素方差分析(One-way ANOVA)进行假设检验,标记* 代表与“缺血再灌注损伤”组相比,标记#代表于“缺血再灌注损伤+干细胞治疗组”相比,标记*或#均代表p <0.05 ,被认为具有统计学意义。

NMN预处理使干细胞抑制氧化应激的能力显著提升

随后,研究人员又进一步深入挖掘了NMN可以显著改善干细胞治疗效果的原因。氧化应激是氧化与抗氧化作用失衡、积累大量有害活性氧的状态。氧化应激是心脏损伤的重要原因,也是治疗干细胞疗法成败的关键因素。因此研究人员进一步检测了未经/经NMN预处理干细胞对于心脏氧化应激状态的影响。结果发现,经过NMN预处理的干细胞治疗组心脏线粒体氧化应激水平显著降低,仅为未经NMN预处理的一半左右,效果十分显著,这很可能就是经补充NMN预处理的干细胞治疗效果更佳的原因所在。

图2: NMN预处理干细胞抑制线粒体氧化应激的能力显著提升
图中纵坐标代表实验小鼠心脏线粒体氧化应激水平,与未经NMN预处理的干细胞治疗组相比,经过NMN预处理的干细胞治疗组心脏线粒体氧化应激水平显著降低。用 T 检验进行假设检验,* p <0.01 被认为具有显著统计学意义。

NMN在心脏疾病方面的应用价值

临床上从2002年开始,至今已有不少用“心脏补丁”即间充质干细胞治疗心脏病的案例。本研究的作者发现同时使用NMN和胃饥饿素预处理干细胞,比胃饥饿素单独预处理治疗心肌梗死的效果更好。这一发现或许能为临床医生提供十分有价值的参考,并帮助更多的心脏疾病患者早日恢复健康 。

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