人体的肌肉是有再生能力的，当肌肉撕裂时，只需要充足的休息就能愈合。但心肌和骨骼肌不同，心肌没有休息时间，受伤后很难再生。心力衰竭（HF）是由多种病理因素导致心肌细胞不可逆性丢失，一般认为心肌的损失无法逆转。

2024年，国际权威期刊《Circulation》发表了题为《A Latent Cardiomyocyte Regeneration Potential in Human Heart Disease》的突破性研究。研究团队通过分析心力衰竭患者的心肌细胞更新情况，揭示了在心室辅助装置（LVAD）支持下心肌细胞再生能力的变化，为心脏再生治疗提供了新的见解。

心肌细胞（Cardiomyocytes）在成人心脏中具有一定的再生能力，年更新率约为0.5%。心力衰竭时心肌细胞的再生能力显著受损。本研究发现，植入心室辅助装置（LVAD）可以显著激活心肌细胞的再生能力，将心肌细胞更新率提升至健康心脏的6倍。这个发现有助于未来开发治愈心力衰竭的新型治疗方法。

研究结果

骨骼肌再生的前提是充足的休息，但心肌需持续收缩，把所有能量用于泵血，无法休息。那么，当左心室辅助装置(LVAD)分担心脏功能、让心肌获得充分休息时，心肌是否也具有再生的可能？

来自美国亚利桑那大学的研究团队分析了52名晚期心力衰竭患者的左心室心肌组织，其中28名患者接受了左心室辅助装置（LVAD）治疗。通过测量心肌细胞基因组DNA的¹⁴C浓度并通过建模及分析，研究者发现：

心衰患者心肌细胞更新率显著降低

研究发现，晚期心力衰竭患者的心肌细胞生成率极低，仅为健康心脏的1/18到1/50。这表明心力衰竭时心肌细胞的再生能力显著受损。

LVAD治疗后的变化

接受LVAD治疗且心脏功能显著改善的患者，心肌细胞更新率显著增加到3.1%每年，达到健康心脏的6倍以上。这表明LVAD支持能够激活心肌细胞的再生能力。

图1. 对LVAD有反应的患者心肌再生速度明显提高

LVAD治疗对心肌细胞再生的影响

LVAD治疗后，心肌细胞的多倍体化和多核化并未显著改变，但心肌细胞的更新率显著提高，表明LVAD能够促进心肌细胞的再生。

虽然人工心脏可以让心肌细胞再生，但只有大约四分之一的患者的心肌对LVAD治疗有反应，其机制需要进一步探索。如果能找到让所有患者都能对LVAD治疗有反应的方法，那么就有可能治愈心力衰竭，这项研究无疑为心力衰竭的治疗带来了新的曙光。

临床意义

虽然人工心脏可以让心肌细胞再生，但只有大约四分之一的患者的心肌对LVAD治疗有反应，其机制需要进一步探索。如果能找到让所有患者都能对LVAD治疗有反应的方法，那么就有可能治愈心力衰竭，这项研究无疑为心力衰竭的治疗带来了新的曙光。

心力衰竭心肌细胞再生潜力受限的机制

微环境的恶化

心力衰竭患者的心脏微环境通常伴随着炎症、纤维化和氧化应激的增加，这些因素可能抑制心肌细胞的增殖和再生。研究表明，心力衰竭患者的心肌细胞更新率显著降低，仅为健康心脏的1/18到1/50（0.03%至0.01%），这表明心脏的微环境可能不利于细胞增殖和再生。

细胞周期阻滞

心力衰竭患者的心肌细胞往往表现出细胞周期阻滞，导致细胞无法完成有丝分裂。研究指出，心力衰竭患者的心肌细胞DNA合成主要来自多倍体化和多核化（分别占92.5%和7.5%），而细胞更新仅占0.2%，这表明细胞周期阻滞可能是心肌细胞再生受限的主要原因。

LVAD对心肌细胞再生的促进作用

机械卸载与心脏功能改善

LVAD通过机械卸载和循环支持，显著改善了心力衰竭患者的心脏功能和结构，尤其对于大流量（＞10L/min）的LVAD支持，能够显著减轻左心室负荷，为心肌再生提供良好的心肌细胞微环境。研究发现，接受LVAD支持的患者心肌细胞更新率增加了6倍以上，达到3.1%每年，这表明机械辅助装置的卸负荷可以逆转心力衰竭患者心肌细胞的再生受限状态。

逆转心肌细胞肥大

LVAD支持还逆转了心肌细胞的肥大，减少了心肌细胞的横截面积（从1123±322 μm²降至832.8±307 μm²），并降低了线粒体负荷（从4025降至1984），这些变化与心肌细胞再生潜力的恢复密切相关。

临床应用的潜力

LVAD作为再生治疗的桥梁

LVAD不仅可以作为心力衰竭患者的支持治疗，还可以作为心脏再生治疗的桥梁。通过LVAD支持，患者的心脏功能得到改善，心肌细胞再生潜力被激活，这为后续的再生治疗（如干细胞治疗或基因治疗）提供了更好的基础。未来的治疗策略可以根据患者的具体情况进行个体化设计。例如，对于LVAD支持后心肌细胞再生潜力显著增加的患者，可以进一步探索如何通过药物或基因治疗来促进心肌细胞的再生。

选择恢复效果更好的LVAD

2024年发布的第三代LVAD永仁心EVA-Pulsar，可以提供具有脉动性的仿生血流，能够维持患者脉搏，为心肌再生提供了更加有利的微环境。EVA-Pulsar最高流量高达20L，对心脏的卸负荷的能力是其他LVAD产品的2倍，也就是说，可以让心肌获得更好的“休息”。此外，EVA-Pulsar由于独特的无插入血管设计，不插入心室，对于心室内的卸负荷更加彻底，更能促进心肌的再生，有效提高了心脏康复撤机的概率。因此，对于术前评估较有可能心肌康复的患者，可以考虑选择EVA-Pulsar这类装置。

图2.大流量脉动型人工心脏EVA-Pulsar

心肌细胞多倍体化和多核化的意义

多倍体化的增加

心力衰竭患者的心肌细胞多倍体化水平显著增加（NICM 291.7%，ICM 221.1%），而健康心脏为176.9%。多倍体化通常与细胞周期的异常和细胞增殖能力的丧失有关，这可能是心力衰竭患者心肌细胞再生受限的一个重要机制。

多核化的增加

心力衰竭患者的心肌细胞多核化比例也显著增加（NICM 34.6%，ICM 35.2%），而健康心脏为19.3%。多核化可能是心肌细胞应对损伤的一种适应性反应，但它也可能限制了细胞的再生能力。

未来治疗方向的探索

促进内源性心肌细胞再生

研究结果表明，心力衰竭患者的心肌细胞再生潜力在机械卸载和循环支持（如LVAD）下可以被显著激活。这为未来的心脏再生治疗提供了新的方向，特别是通过促进内源性心肌细胞再生来改善心脏功能，对于LVAD的选择，大流量的支持对于心肌的恢复更加有利。

靶向细胞周期调控

未来的研究可以探索如何通过靶向细胞周期调控来促进心肌细胞的增殖和再生。例如，抑制细胞周期阻滞的关键分子（如p53和p21）可能有助于恢复心肌细胞的增殖能力。

改善心脏微环境

改善心力衰竭患者的心脏微环境（如减少炎症和氧化应激）可能有助于促进心肌细胞的再生。例如，使用抗氧化剂或抗炎药物可能有助于创造一个更有利于心肌细胞再生的微环境。

原始出处：

Derks W, Rode J, Collin S, Rost F, Heinke P, Hariharan A, Pickel L, Simonova I, Lázár E, Graham E, Jashari R, Andrä M, Jeppsson A, Salehpour M, Alkass K, Druid H, Kyriakopoulos CP, Taleb I, Shankar TS, Selzman CH, Sadek H, Jovinge S, Brusch L, Frisén J, Drakos S, Bergmann O.A Latent Cardiomyocyte Regeneration Potential in Human Heart Disease. Circulation. 2025 Jan 21;151(3):245-256. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.123.067156

 

Tags： Circulation：人工心脏LVAD可帮助心肌细胞再生