快速跟踪从干细胞到心肌细胞的旅程

如今，科学家们可以收集一些皮肤或血细胞，消灭他们的身份，并重新编程，使其成为人体内从神经元到心脏细胞的几乎任何其他类型的细胞。

从皮肤细胞到另一种类型的功能细胞的旅程涉及将它们转化为诱导的多能干细胞(iPSC)，其与胚胎中发现的发育上未成熟的干细胞相似，然后诱导它们成熟为不同的东西。

但是这个过程是在一个看不见的时钟上进行的，科学家们有兴趣加速，以便在需要时提供类似成人的细胞，无论是用于测试精确医学的药物，移植到修复损伤或缺陷，还是更好地理解基础生物学。它涉及FDA批准的化合物，称为聚肌苷 - 聚胞苷酸，或pIC，一种激活细胞先天防御系统的双链RNA分子。该化合物通常用于增强疫苗和化学疗法。研究人员发现，当加入诱导多能干细胞进入心肌细胞过渡时，pIC加速细胞成熟。

“我们从人类iPSC中击出心肌细胞，因为我们有兴趣了解和治疗心脏疾病，”主要作者和威斯康星大学麦迪逊分校MD-PhD学生Mitch Biermann说。“重要的是，我们在培养皿中制作的细胞与成人心肌功能一样接近我们可以制造它们。”

这是因为，研究负责人Tim Kamp说，未成熟的心脏细胞不像成体心脏细胞那样强烈收缩，并且设定其节拍的电气特性是不同的。它们的代谢特征也有所不同。

“如果你想知道β受体阻滞剂等药物如何在成人心脏中起作用，那么在更成熟的人类iPSC衍生的心肌细胞(心肌细胞)中进行检测更好，”威斯康星大学校长坎普说。 -Madison干细胞和再生医学以及医学和公共卫生学院的医学教授。

其他研究人员利用各种方法加速这一过程取得了进展，包括电刺激，细胞代谢环境的变化，甚至迫使细胞成为更成熟细胞特征的棒状形状，但每种方法似乎有点短暂。

比尔曼选择了不同的方法。他注意到来自iPSCs的心肌细胞在培养皿中以不同的速率成熟。其他研究人员发现，大鼠心脏和血管中的心肌细胞按照相同的时钟成熟，尽管它们在体内相互远离。

“成熟不仅取决于心脏环境中发生的事情，”比尔曼说。“正因为如此，并且因为菜中的成熟似乎是随机的，我们开始考虑表观遗传学。”

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