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应用分享2—发现制造成熟的人类心肌细胞的秘密!

发布时间:2018-08-06 15:47 |  点击次数:

▲背景

多能干细胞(Pluripotent stem cell, hPSC)技术为疾病建模及个性化医疗带来了广阔的机遇。不过很多PSC来源的细胞在培养条件下仍然呈现出胚胎特征,阻滞在了未成熟状态,因此目前仍没有来源于多能干细胞的成熟心肌的分化模型,给这项技术在晚发性(late-onset)疾病的建模和应用造成不便。

 

▲方法

作者先是构建了携带报告基因的转基因小鼠胚胎干mESCIsl1-Cre; Rosa-RFP; aMHC-GFP可对CPCs(Isl1-RFP)和CMs(aMHC-GFP)进行示踪。

在体外分化6天后利用Sony SH800分选出RFP阳性CPCs,并移植到裸大鼠心室内,进而对随后的分化结果进行了体内和体外的表型及功能特征鉴定,其中涉及对体内分化成熟心肌细胞进行单细胞分选(基于aMHC-GFP)后测序鉴定表达谱。

 

之后作者又用人的iPSCs进行实验验证了以上模型。最后作者利用基因缺陷型人iPSCs(ARVC,心律失常型右心室病)验证以上模型,通过免疫荧光染色、细胞核分析及电镜等证据发现体内分化的CM具有典型的人ARVC疾病特征,从而验证了本模型在模拟人心肌成熟和病理发生方面的价值和可靠性。

 

 

▲结果

作者成功构建了基于多能干细胞的in-vitro to in-vivo心肌分化和成熟模型,基于此模型得到的成熟心肌细胞无论从基因表达谱、标志物以及功能方面都和成体心肌具有高度相似性;且此模型可以用于构建先天性心肌疾病的病理模型,为再生医学和心脏疾病药物筛选提供更可靠的体外模型。

 

▲讨论

  1. 本研究涉及将体外分化中途的细胞移植入体内并使其仍然遵循了预定的发育途径并具有完整功能,展示了作者较高的技术手段。 

     

  2. 实验涉及利用SH800分选较为脆弱的CPC继而将其移植体内,表明SH800在分选中对于细胞完整性和功能性的良好维持。

     

     

  3. 实验涉及对体内成熟心肌细胞解离继而将其进行单细胞分选和RNA测序,展示了Sony SH800在单细胞分选效率和对细胞完整性有很好的保护。

     

     

 

参考文献:Gun-Sik Cho, Dong I. Lee, Emmanouil Tampakakis et al. Neonatal Transplantation Confers Maturation of PSC-Derived Cardiomyocytes Conducive to Modeling Cardiomyopathy. Cell Reports, 10 January 2017, 18(2):571-582, doi:10.1016/j.celrep.2016.12.040

 

 

 

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