1.干细胞治疗

干细胞在心脏再生中有着强大的作用。科学家曾进行过一项著名的临床实验。科学家们选取了八名接受心脏移植手术的男性患者，他们在移植手术中接受的是来自女性的捐赠人的心脏（男性含有Y染色体，女性则不含有）。移植成功后，科学家们再次去检测这些移植的心脏，令人惊奇的是，心脏中的心肌细胞、小动脉和毛细血管中都能检测出Y染色体的存在，也就是说心肌细胞在移植成功后发生了增殖。这项检测结果不仅能说明心脏具有再生能力，而且表明在受体的体内其他的器官中存在一些内源性的干细胞，它们能够进行增殖，通过转分化，成为心脏细胞系统。从此，对干细胞的研究便牢牢地抓住研究者的目光。与此同时，种类各异的干细胞治疗研究也逐步走向高潮。

在众多针对心脏损伤治疗的研究中，自体干细胞治疗法一度被人们认为是科学界的重大发现，而发现的过程也十分曲折，让人们意识到科学研究的过程就是不断去伪存真的过程。斯淘尔（Bodo－Eckehard Strauer）教授早在2001年便发表了相关的实验结果。但是随着研究的不断深入，越来越多的证据表明斯淘尔教授存在学术不端的行为，于是他的实验结果也遭到了人们的怀疑。在研究中，斯淘尔教授采集患者自体骨髓干细胞，然后注射到患者的冠状动脉中，他认为这种治疗方式可以改善心脏病患者的心功能。但是斯淘尔教授随后十数年的研究，暴露出越来越多的问题，比如，有的论文说这些患者是随机选择，然而另一批患者不是随机分组，却也得出完全相同治疗效果的结论。根据《自然》（Nature）杂志的报道，2012年杜塞尔多夫大学成立了专门的调查委员会对此进行了将近两年的调查，该委员会于2014年2月24日提交了调查报告，但目前仍没有公开详细信息。

科学界从不缺乏“真”和“伪”的斗争，但“伪”科学永远不会打败人类探索“真”科学的激情。

虽然自体干细胞治疗法在患者的临床研究中存在伪科学的研究报道，但是在其他动物模型中，科研工作者却有了新的发现，其中骨髓间充质干细胞被应用到心脏再生修复中。骨髓间充质干细胞具有调节机体造血功能和调节细胞微环境从而调控细胞分化的作用。2010年，康斯坦丁（Konstantinos）在《循环研究》（Circulation Research）杂志上发表研究成果。他发现，约克夏猪（Yorkshire swine）发生心肌梗死损伤后能够刺激心脏前体祖细胞的增殖和分化成心肌细胞。为了探寻和证实刺激的来源，康斯坦丁将公猪的骨髓间充质干细胞注射进母猪受损后的心脏。2011年，弗朗西斯科（Francesco）在国际著名期刊《细胞》上发表了研究成果。他得出的结论与康斯坦丁的结论相似，认为骨髓间充质干细胞可以通过调节心脏前体祖细胞修护受损的心脏。他在研究中采用的是一种心肌细胞特异性表达绿色荧光蛋白（GFP）的小鼠模型，从而验证骨髓间充质干细胞治疗法不是骨髓间充质干细胞本身治疗受损的心脏，而是骨髓间充质干细胞激活了内源性心脏前体祖细胞，从而起到了修护损伤心脏的作用。

通过定点注射骨髓间充质干细胞，就像在受损的心脏中为心肌细胞找到了一个“朋友”，而这个“朋友”并不是帮工，也就是说不是顶替受损的心肌细胞，它其实是一个调解者。它通过释放信号激活了一直处于休眠状态的心脏前体祖细胞，从而治疗受损的心肌细胞。

心肌细胞还存在许许多多的“朋友”，比如内皮祖细胞、造血干细胞、脂肪间充质干细胞等。在2010年1月的《美国心脏病学会杂志》（JACC）上，德国哥廷根大学医学院心脏中心的研究发现，肥胖会阻止心血管的修复能力，减肥可以改善这种情况。骨髓产生内皮祖细胞，保护血管内皮，再生血管。这是第一次发现肥胖影响内皮祖细胞的现象。该研究结果显示肥胖者所患的高血糖、高胆固醇等疾病能抑制内皮祖细胞支持血管再生的功能。这一成果对心血管疾病的预防和预后有着重要作用。中国人民解放军总医院的杨俊杰在《干细胞移植修复受损心肌》中指出，体外实验发现内皮祖细胞在细胞因子的作用下可迅速增殖并分化成内皮细胞，体内实验发现内皮祖细胞可以归巢到心肌受损的缺血部位，并促进受损部位的血管生成，同时改善左心室功能，延缓左心室重构，减少心肌细胞的凋亡。

除了引入“好朋友”这种方式外，科学家们也在试图引入“替工”细胞，比如骨骼肌祖细胞。心脏和肌肉都具有收缩功能，心脏也正是依靠其收缩功能成为人体的“马达”的。于是科学家就试图用骨骼肌细胞去替代心肌细胞，并且这种替代不是直接的替代，而是通过移植入骨骼肌祖细胞的方式。2004年，曼纳什（Menasche）在《心血管治疗专家综述》（Expert Review of Cardiovascular Therapy）杂志发表研究成果，指出通过移植骨骼肌祖细胞能够改善受损伤心脏的功能。但是这种方法因其供体来源问题和骨骼肌与心肌细胞电生理的不同等原因，并没有得到深入的探索。(https://www.daowen.com)

虽然自体干细胞对于受损的心脏修复有一定的作用，但是这些干细胞一般都面临生存能力和驻留能力低下的问题。同时在一些病理条件下，如炎症因子的作用或是细胞生存环境中营养物质的缺乏，都会使细胞的生存能力明显弱于体外培养。另外，体内细胞之间的相互粘连基质与支撑细胞的缺失，使注射的细胞往往会流向其他的组织器官，无法达到预期目标。在提高干细胞生存率和驻留时间的时候，研究人员发现干细胞在与一些细胞因子共同培养的情况下，修复能力会更强。研究人员认为骨髓间充质干细胞治疗的机制为旁分泌而不是直接分化的作用。2013年，贾森（Jason）也在《循环研究》杂志上发表论文，称骨髓间充质干细胞治疗心脏损伤是通过转分化和旁分泌途径机制，同时也报道骨髓间充质干细胞疗法可以提高心脏的存活率、减小梗死面积、改善心功能等。

目前在对干细胞治疗分泌机制的研究中，针对干细胞的研究以外泌体的分泌方式促进心脏再生的研究较为前沿。

2015年，《循环研究》报道了胚胎干细胞来源的外泌体可以促进心肌梗死后的心肌修复。体外实验发现小鼠胚胎干细胞来源的外泌体可减缓大鼠心肌细胞H9C2细胞缺氧时的凋亡，减缓胚胎成纤维细胞H2O2处理后的凋亡，促进脐静脉内皮细胞（HUVEC）的成管。小鼠进行心肌梗死手术后，在心肌梗死边缘区注射胚胎干细胞来源的外泌体，四周后心脏功能、心肌梗死面积等各项指标均明显改善。组织切片的免疫组化等检测证实外泌体可以促进血管新生（毛细血管密度）和心肌细胞增殖。此外，外泌体可促进心肌前体细胞的存活及增殖。基因芯片分析证实外泌体中含有差异表达的micro RNA，其中miR-294起着重要作用。

另外，iPS分泌的外泌体，在缺血再灌注损伤中，也具有促进心肌修复、抵抗心肌损伤的作用，而且iPS的外泌体能够向心肌细胞运送miR-21和miR-210，这对心肌细胞的再生具有比较重要的意义。

美国北卡罗来纳大学程柯教授研究团队的动物实验和一期临床实验数据均表明注射干细胞能显著促进心肌梗死患者的心肌再生，并减小心脏瘢痕组织。他们进而发现，超过70%的干细胞治疗效果来源于间接的旁分泌效应，如促进血管和心肌再生、动员和归巢受体内源性干细胞等，而非直接分化成心肌细胞或血管内皮细胞。然后他们做了进一步研究，发现干细胞的条件培养液中存在大量外泌体，这些外泌体携带多种micro RNA。在小鼠心肌梗死模型中，注射干细胞外泌体或合成的micro RNA激动剂，能起到保护心脏的作用，并促进心肌修复和再生，其治疗效果和移植干细胞的效果类似。

最近的研究发现，不仅仅是干细胞里面的外泌体对心肌修复再生具有保护作用，血液中的外泌体似乎具有同样的作用。来自英国伦敦大学的研究者于《美国心脏病学会杂志》上发表的文章中提到内源性血浆外泌体可以传送信号到心脏并提供保护作用，防治缺血再灌注损伤，从而起到保护心肌的作用。小鼠进行缺血再灌注手术前，尾静脉注射外泌体，可以减少心脏梗死面积，梗死面积从48%显著降低到25%。外泌体通过其膜表面上的热休克蛋白HSP70结合到受体细胞膜表面的Toll样受体4（TLR4）上，通过p－ERK1／2激活p38 MAPK，磷酸化另一种保护性热休克蛋白HSP27，从而保护心脏。目前的研究说明，外泌体也许会成为心脏修复的一个重要手段。