實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的人類心臟細(xì)胞為了解和潛在治療心臟病提供了強(qiáng)大的工具。然而，從多能干細(xì)胞產(chǎn)生人類心臟細(xì)胞的方法并不是最佳的。幸運(yùn)的是，威斯康星大學(xué)麥迪遜干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)中心的一項(xiàng)新研究提供了關(guān)鍵見解，有助于研究人員從干細(xì)胞中培養(yǎng)出心臟細(xì)胞。
最近發(fā)表在eLife上的這項(xiàng)研究調(diào)查了細(xì)胞外基質(zhì) (ECM) 蛋白在源自人類多能干細(xì)胞(hPSC) 的心臟細(xì)胞生成中的作用。ECM 填充細(xì)胞之間的空間，提供結(jié)構(gòu)支持并調(diào)節(jié)組織和器官的形成。通過更好地了解 ECM 及其對(duì)心臟發(fā)育的影響，研究人員將能夠更有效地開發(fā)心肌細(xì)胞，稱為心肌細(xì)胞，這可能對(duì)心臟修復(fù)、再生和細(xì)胞治療有用。
“ECM 如何影響 hPSC 心肌細(xì)胞的生成在很大程度上被忽視了，”干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)中心的高級(jí)科學(xué)家張建華說。“我們?cè)搅私饪扇苄砸蜃右约?ECM 蛋白在細(xì)胞培養(yǎng)和分化中的作用，我們就越接近我們的目標(biāo)。”
像張這樣的研究人員一直在尋求提高 hPSCs 分化為心肌細(xì)胞的能力，或提高 hPSCs 的能力，它可以在培養(yǎng)中無限期地自我更新，同時(shí)保持成為人體內(nèi)幾乎任何細(xì)胞類型并將其轉(zhuǎn)化為心肌細(xì)胞的能力細(xì)胞。為了研究 ECM 在促進(jìn) hPSCs 心臟分化中的作用，Zhang 測(cè)試了多種蛋白質(zhì)以了解它們?nèi)绾斡绊懜杉?xì)胞的生長(zhǎng)和分化，特別是 ECM 蛋白，包括層粘連蛋白 111、層粘連蛋白 521、纖連蛋白和膠原蛋白。
“我們的研究表明，ECM 蛋白在 hPSC 粘附、生長(zhǎng)和心臟分化中發(fā)揮著重要作用。纖連蛋白在 hPSC 心臟分化中起著至關(guān)重要的作用，是必不可少的，”張說。“通過了解 ECM 的作用，這項(xiàng)研究將有助于開發(fā)更強(qiáng)大的方法和方案來生成 hPSC-CM。此外，這項(xiàng)研究不僅有助于心臟分化領(lǐng)域，還有助于其他譜系分化。”
雖然這項(xiàng)新研究提供了對(duì)心臟細(xì)胞發(fā)育的重要見解，但它是建立在 Zhang 領(lǐng)導(dǎo)的 2012 年研究的基礎(chǔ)上，該研究著眼于發(fā)展干細(xì)胞心臟分化的最有效方法。
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