澳大團隊發現低成本生成心肌細胞新方法

由人類胚胎幹細胞體外分化生成的心肌細胞

成年的心肌細胞普遍被認為是難以再生、且分化價格高昂的細胞,然而澳門大學的最新研究則顛覆這個傳統的說法。澳大健康科學學院研究團隊最近發現了兩個新方法,可在無需使用昂貴和複雜的培養成分的情況下,於體外生成高品質的心肌細胞。相關研究將可用於藥物檢驗,甚至臨床細胞治療,獲國際著名期刊《細胞報導》(Cell Reports)刊登。

是次澳大研究以“內源性IGF信號指導人類胚胎幹細胞的中胚層多樣性分化”為題,由健康科學學院副教授陳國凱主導,其博士生楊陽、任志麗等共同完成;澳大講座教授葛偉、助理教授趙琦、高級導師劉蔚蔚及南京相關單位亦參與研究。團隊發現,IGF信號能影響從人體胚胎幹細胞產生多種中胚層和內胚層的細胞類型:在人類胚胎幹細胞分化的早期階段,IGF促進肝細胞和內皮細胞類型的分化,但卻抑制心臟細胞的產生。IGF信號的微妙平衡,對胚胎早期發育期間多種細胞類型的同時產生至關重要,當內源性IGF通路受到抑制,便會誘導心肌細胞的生成,此為方法一。

另外,體外誘導心肌細胞目前的常見手段為WNT信號的抑制。但早期胚胎發育的體內調控實際上涉及更多複雜的機理。這項研究便揭示了在早期胚胎發育過程中分化心肌細胞的重要調控機制,並據此建立了通過1) 抑制IGF通路及2) 抑制CK2激酶產生心肌細胞。除了簡單的使用IGF/CK2抑制劑外,這項研究指出可以結合WNT通路調節雙管齊下在體外生成高質心肌細胞,而無需使用昂貴且複雜的培養成分。這是邁向生產用於細胞治療和藥物篩選的心臟細胞的關鍵一步。

是次研究的發現不僅為體外生產心肌細胞提供了新途徑,也促進人們對早期胚胎發育中細胞命運多樣性的了解,並使研究人員可根據這些新知識調控細胞命運,實現目標細胞種類的分化。研究由澳門大學和澳門科技發展基金會資助,研究成果已申請專利。有關是次研究更多資訊,可瀏覽以下連結:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211124719315293。

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