现代医学的进步在过去30年拯救无数人免于心脏病发作。然而,生存的一个结果是,更多的人——超过2300万人——伴随心脏衰竭——心脏不能泵出足够的血液来供应身体的需要的虽——隐患活着。心力衰竭是一种恶性循环:损伤心脏，导致肌肉萎缩,从而导致进一步的损失。然药物可以暂时帮助改善心脏功能,从长远来看它们经常失败。因此,问题仍然存在:如何永久修复心脏?
解决这个问题的一个方法涉及成人干细胞引入到心脏，希望它们再生或修复受损组织。许多临床试验正在进行这个激动人心的想法的测试,但不幸的是,绝大多数的这些试验没有显示病人有显著的好处。成人干细胞只是可能没有变成新的心肌细胞的潜力。
所以,如果成人干细胞不能再生这失去的肌肉,那么有其它东西可以吗?成年人的心只有一半的肌肉,另一半是由支持细胞叫成纤维细胞,帮助修复伤口,破坏周围形成疤痕组织。在我的实验室中,我们决定继续使用心脏的细胞来逆转心力衰竭的影响——我们想帮助一个破碎的心修复它自己。
在一系列开创性的研究,山中伸弥博士，一位研究院高级研究员,识别可以转换成纤维细胞为干细胞的分子因素(称为诱导性多功能干细胞)。这些新类型的干细胞有能力转化成其他类型的细胞,再生全身的创伤组织有巨大的前景。事实上,这一发现非常改变游戏规则,山中伸弥博士在2012年获得诺贝尔奖。
使用改变一个细胞成为另一个细胞的概念,我的团队一直在寻找新的方法来重新生成心脏细胞。我们最近发现,通过引入三个基因,在胚胎心脏细胞中自然使用,我们可以在实验室培养皿将成纤维细胞直接转化为心肌细胞,完全跳过干细胞阶段,直接从成纤维细胞跳动的心脏细胞。这是一个非常令人兴奋的发现,因为这是第一次有人表明翻转几个关键开关,可以从一个不同的细胞类型创建一个功能性心脏细胞。
下一步更有前途的证明：当我们介绍这三个基因到活老鼠受损的心脏时,我们又能将成纤维细胞转化成新的心脏细胞,而这些细胞帮助改善心脏功能,结合旧的细胞，与其余的心脏同步跳动。简而言之,我们能够让成年动物使用自己的细胞再生健康的心脏肌肉细胞,这是以前从未做过的事情。
我们现在尝试使用这种基因治疗的方法再生更类似于人类的大型心脏,就像那些在猪身上发现的心脏一样。我们也追求基因疗法作为治疗病人的方法,试图绕过引入基因的需要,而是使用一个鸡尾酒药物类分子来产生心脏细胞，再生受损心脏。
这种方法最鼓舞人心的方面是,它可能提供永久恢复功能。手术或药物需要多次治疗,通常携带额外的缺点,但创建新的心肌可能永远持续下去。如果这种类型的再生药物可以在人类身上可行的话,那么它可以彻底改变我们在未来如何治疗心脏病的方法。
这种利用细胞在受损的地区补充失去的组织的模式不只是适用于心脏;它可能对体内的许多其他有支持细胞如成纤维细胞器官有用。事实上,我们的发现的其他组织,开始将它们应用于脊髓损伤,大脑和听力损失当中。
要记住,我们仍在本研究的早期阶段,还有很多工作要做，这是很重要的。然而,我们好像找到了解决道路。
干细胞提供很大的希望能治疗多种疾病,但我们采取的策略是提供了一种替代方法来再生器官。具体来说,我们应该望向改变我们自己的细胞来修复受损组织的巨大潜力;这将改变未来的医学和将成为终极的个性化医疗。
