單基因注入可使心臟細胞化身“生物起搏器”

　　據物理學家組織網12月17日(北京時間)報道，美國希達思西奈心臟研究所的科研人員通過注入單個Tbx18基因，對普通心臟細胞進行重新編程，使其成為了高度專業化的“生物起搏器”。相關研究報告發表在當日的《自然?生物技術》雜志網絡版上。

　　雖然之前的研究已制成原始的生物起搏器，但此次研究卻首次展示了單個基因能直接將心肌細胞重編成專門的起搏細胞。新細胞能自發生成電脈沖，與天然起搏細胞無異。

　　起搏細胞產生的電活動，能夠在規律的模式下蔓延至其他心臟細胞，形成有節奏的肌肉收縮。這些細胞一旦出錯，心臟跳動就會出現不規律的現象。通常情況下，接受心臟手術的患者會將電子起搏器看作自身存活的唯一選擇。而研究人員表示，成功構建生物起搏器是他們10年研究的大成，其可成為電子起搏器的替代選擇。

　　心跳源于竇房結(SAN)，其位于右心房外膜上，起搏細胞也聚集于此。在100億心臟細胞中，只有不到1萬為起搏細胞，其也常被稱為SAN細胞。研究人員使用設計過的病毒來攜帶單個Tbx18基因，這在胚胎起搏細胞的發展中發揮了重要作用。一旦經由Tbx18基因重新編程，就會形成新的起搏細胞，即誘導 SAN細胞或是iSAN細胞。無論是在細胞重編過程中還是基于豚鼠的應用，新細胞都呈現出所有天然起搏細胞應有的關鍵特征，并保持了與SAN類似的特性，即使是在Tbx18基因的效用褪盡之后。

　　此前研究生成的新的起搏細胞也能使心肌細胞自發舒張收縮，但改進過的細胞更接近普通肌肉細胞，而非起搏細胞。其他由胚胎干細胞獲取起搏細胞的途徑則存在著因污染形成癌細胞的風險。而最新的研究采取了十分簡單的方式，就制成了與天然起搏細胞十分近似的起搏細胞，同時無需擔心罹患癌癥的風險。

　　如果之后的研究確認并支持對于起搏細胞的科研發現，科學家將通過把Tbx18基因注入病患心臟或先在實驗室內制成起搏細胞，再將其植入病患心臟內兩種方式開展治療。但仍需進行額外的安全測試和效用檢測，才能進入人體臨床試驗階段。(記者 張巍巍)

　　總編輯圈點：

　　心臟的跳動，為生命存在提供了動力，而匯集著起搏細胞的竇房結則是指揮心臟跳動的司令部。傳統的心臟起搏器是在竇房結發生病變的情況下，調集“外援”成立的新指揮中心，雖然可以代行司令部功能，但作為“外來部隊”，與“人體作戰系統”的配合始終難以做到原先那樣完美。新研究從現有部隊中選拔“人員”，恢復原來司令部的職能，不僅功能齊備，而且和“老戰友”之間的配合顯然更為默契。與另起爐灶相比，的確是更勝一籌。