导语
一个多学科研究团队在《Nature Biomedical Engineering》的新文章表明，使用人类干细胞可以产生覆盖人类心脏外表面的细胞：外膜细胞。
“在2012年，我们发现，如果我们用连续激活和抑制Wnt信号通路的化学物质处理人类干细胞，他们将成为心肌细胞，”文章的作者之一，生物医学工程和生物学助理教授Xiaojun Lance Lian说。 心肌，心脏的中层，是厚的肌肉部分，通过收缩驱动血液在体内流动。Wnt信号通路是由使用细胞表面受体将信号传递到细胞中的蛋白质组成的一组信号转导通路。
“我们需要为心脏祖细胞提供额外的信息，以便它们能够生成心外膜细胞，但在这项研究之前，我们不知道这些信息是什么，”Lian说。“现在，我们知道，如果我们再次激活细胞的Wnt信号通路，我们可以重新驱动这些心脏祖细胞成为心外膜细胞，而不是心肌细胞。
该研究组的结果使他们离再生整个心脏壁更进一步。 通过形态学评估和功能测定，研究人员发现生成的心外膜细胞与活人体中的心外膜细胞和实验室中生长的心外膜细胞相似。
“接下来的研究目的是使心脏祖细胞生成心内膜细胞（心脏的内层），我们正在取得进展，”Lian说。
该组产生外膜细胞的方法可用于临床应用，用于患有心脏病发作的患者。 根据疾病控制和预防中心，在美国，每43秒就有一个心脏病发作。
“心脏病发作是由于血管阻塞，”Lian说。 “这种堵塞阻止营养物质和氧气到达心脏肌肉，肌肉细胞死亡，这些肌肉细胞不能自己再生，所以有永久性损伤，这可能导致额外的问题，这些心外膜细胞可以移植到患者，并潜在修复损坏区域。”
在他们的研究期间，研究人员设计人类干细胞成为报告细胞，这意味着这些细胞只有当它们成为外膜细胞时才表达荧光蛋白。
“我们用不同的细胞信号分子处理细胞，我们发现当我们用Wnt信号活化剂处理它们时，它们变成荧光，”Lian说。
他说，另一个发现是，除了产生心外膜细胞外，研究人员还可以在用细胞信号转导途径转化生长因子β（TGF）抑制剂处理这些细胞后，使它们在实验室中增殖。
“在50天后，我们的细胞没有表现出任何增殖减少的迹象，然而，没有TGFβ抑制剂的对照细胞的增殖在第10天后开始稳定，”Lian说。
该小组将继续合作，进一步研究再生心内膜细胞。
“我们正在内层上取得进展，这将使我们能够再生一个整个心脏壁，可用于心脏治疗的组织工程，”Lian说。
参考文献：Xiaoping Bao, Xiaojun Lian, Timothy A. Hacker, Eric G. Schmuck, Tongcheng Qian, Vijesh J. Bhute, Tianxiao Han, Mengxuan Shi, Lauren Drowley, Alleyn T. Plowright, Qing-Dong Wang, Marie-Jose Goumans, Sean P. Palecek. Long-term self-renewing human epicardial cells generated from pluripotent stem cells under defined xeno-free conditions. Nature Biomedical Engineering, 2016; 1 (1): 0003 DOI: 10.1038/s41551-016-0003
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