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實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的人類心臟細(xì)胞能提供一種強(qiáng)大的工具幫助理解和潛在治療心臟疾病，然而，利用多能干細(xì)胞產(chǎn)生人類心臟細(xì)胞的方法或許并非最佳。近日，一篇發(fā)表在國際雜志eLife上題為“Cardiac differentiation of human pluripotent stem cells using defined extracellular matrix proteins reveals essential role of fibronectin”的研究報(bào)告中，來自威斯康星大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過研究提出了關(guān)鍵觀點(diǎn)或有助于幫助科學(xué)家們利用干細(xì)胞來培養(yǎng)心臟細(xì)胞。

文章中，研究人員分析了胞外基質(zhì)蛋白在人類多能干細(xì)胞（hPSCs）衍生心臟細(xì)胞過程中所扮演的關(guān)鍵角色，細(xì)胞外基質(zhì)能填充細(xì)胞間的空隙，從而提供結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)并能調(diào)節(jié)組織和器官的形成，隨著科學(xué)家們對(duì)細(xì)胞外基質(zhì)以及其對(duì)心臟發(fā)育影響的理解，如今研究人員能更加有效地開發(fā)心肌細(xì)胞（cardiomyocytes），并利用其來進(jìn)行心臟修復(fù)、再生和細(xì)胞療法。研究者Jianhua Zhang說道，細(xì)胞基質(zhì)如何影響hPSC-心肌細(xì)胞在很大程度上并不清楚，我們對(duì)可溶性因子以及細(xì)胞外基質(zhì)蛋白在細(xì)胞培養(yǎng)液中的作用機(jī)制和分化理解地越深入，我們就越接近目標(biāo)。

圖片來源：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35758861/

研究人員一直在尋求如何改善hPSCs向心肌細(xì)胞的分化，或者提高h(yuǎn)PSCs分化的能力，其能在培養(yǎng)液中無限自我更新，同時(shí)還能保持轉(zhuǎn)化為人類機(jī)體中幾乎任何一種細(xì)胞類型的能力，且能轉(zhuǎn)化為心肌細(xì)胞，為了調(diào)查細(xì)胞外基質(zhì)在促進(jìn)hPSCs的心肌細(xì)胞分化過程中的作用，研究人員對(duì)多種蛋白進(jìn)行了相關(guān)檢測(cè)來分析其如何影響干細(xì)胞的生長和分化，尤其是細(xì)胞外基質(zhì)蛋白，包括粘連蛋白111、粘連蛋白521、纖連蛋白和膠原蛋白等。

本文研究表明，細(xì)胞外基質(zhì)蛋白在hPSC的粘附、生長和心肌細(xì)胞分化過程中扮演著關(guān)鍵角色，而且纖連蛋白似乎也在hPSC的心肌細(xì)胞分化過程中扮演著關(guān)鍵角色且是必不可少的，通過理解細(xì)胞外基質(zhì)的關(guān)鍵作用，本文研究或能幫助開發(fā)更多強(qiáng)有力的方法和步驟來實(shí)現(xiàn)hPSC-心肌細(xì)胞的產(chǎn)生，此外，該研究不僅能幫助心肌分化研究領(lǐng)域的科學(xué)家們進(jìn)行研究，還有助于進(jìn)行其它譜系分化的相關(guān)研究。盡管本文研究或?yàn)樾呐K細(xì)胞分化提供了重要見解，但其是基于研究者Zhang在2012年進(jìn)行的研究之上，此前他們開發(fā)了有效的手段來利用干細(xì)胞分化為心肌細(xì)胞，本文研究揭示了為何細(xì)胞外基質(zhì)層至關(guān)重要，同時(shí)識(shí)別出了纖連蛋白或許能作為hPSC-心肌細(xì)胞發(fā)育的重要細(xì)胞外基質(zhì)蛋白。隨著科學(xué)家們對(duì)細(xì)胞外基質(zhì)在干細(xì)胞生長和心肌細(xì)胞分化過程中所扮演的關(guān)鍵作用的理解，研究人員希望能調(diào)查纖連蛋白和其它細(xì)胞外基質(zhì)蛋白在促進(jìn)hPSC-心肌細(xì)胞移植用于細(xì)胞療法過程中的重要作用。

下一步研究人員將實(shí)現(xiàn)hPSC-心肌細(xì)胞用于疾病建模、藥物篩選、心肌細(xì)胞再生和細(xì)胞療法等研究領(lǐng)域，研究人員將會(huì)繼續(xù)深入研究來利用干細(xì)胞技術(shù)開發(fā)治療人類疾病并改善人類健康的新型療法。（生物谷Bioon.com）

原始出處：

Jianhua Zhang, Zachery R Gregorich, Ran Tao, et al. Cardiac differentiation of human pluripotent stem cells using defined extracellular matrix proteins reveals essential role of fibronectin, eLife (2022). DOI: 10.7554/eLife.69028

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