小鼠不同組織來源的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞心肌分化能力的比較.pdf

1、背景：冠心病（CAD），如心肌梗死和缺血性心肌病，是全球?qū)е滤劳龅氖孜患膊≈?。缺血?dǎo)致了可工作的心肌細(xì)胞的永久性丟失，從而導(dǎo)致多種心力衰竭。目前傳統(tǒng)的治療手段包括藥物治療和再血管化外科手術(shù)，新的治療手段也逐漸出現(xiàn)。在最近幾年中，心臟再生領(lǐng)域被研究的較為深入。在該領(lǐng)域眾多的科學(xué)研究中，以干細(xì)胞為載體的細(xì)胞治療人類的疾病被認(rèn)為是最有發(fā)展的前景。誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPSCs)可以由體細(xì)胞重編程而來，通過內(nèi)源性的表達(dá)被稱為山中伸彌轉(zhuǎn)錄因子的Oc

2、t4，Sox2，c-Myc和Klf-4四種轉(zhuǎn)錄因子。這些誘導(dǎo)多能干細(xì)胞保持著巨大的心肌細(xì)胞生成的潛力，這使得它們成為理想的細(xì)胞模型，可以提供可再生心肌細(xì)胞以用于心肌梗死的細(xì)胞治療。但是，目前還沒有一種有著最大的心肌細(xì)胞分化能力的理想細(xì)胞類型被發(fā)現(xiàn)。咀嚼肌細(xì)胞(MMC)具有ISL-1+的特征，這是一種與干細(xì)胞及先祖細(xì)胞特性有關(guān)的基因標(biāo)記，可以促進(jìn)細(xì)胞向多種心臟及血管譜系的細(xì)胞自我分化。該實(shí)驗(yàn)基于以下的假設(shè)，咀嚼肌細(xì)胞系的再生能力可以增強(qiáng)其

3、向心肌方向的分化，因而能夠使其成為絕佳的細(xì)胞移植治療手段的細(xì)胞類型。
　　方法：從小鼠身上分離幾種不同的體細(xì)胞，包括咀嚼肌細(xì)胞（MMC），皮膚成纖維細(xì)胞（Fib)，骨髓間充質(zhì)細(xì)胞（BMC)，軀干骨骼肌細(xì)胞（TMC)。隨后將Oct4， Sox2, c-myc和Klf-4這四種轉(zhuǎn)錄因子通過反轉(zhuǎn)錄病毒導(dǎo)入到所有的四種體細(xì)胞中從而得到四種誘導(dǎo)多能干細(xì)胞系。通過3D培養(yǎng)的方法分化這四種誘導(dǎo)多能干細(xì)胞系并在它們分化過程中比較其分化發(fā)育的潛力和

4、效率。
　　結(jié)果：在體外培養(yǎng)的條件下，四種體細(xì)胞經(jīng)過重編程為誘導(dǎo)多能干細(xì)胞，具有相同的干細(xì)胞的特性，內(nèi)源性表達(dá)了Oct4, Klf4, Sox2和Nanog等干細(xì)胞特征性的基因，以及表達(dá)了 SSEA-1和 Oct4等胚胎干細(xì)胞的特征性蛋白標(biāo)記。四種來源的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞重編程的效率沒有差別。在向心肌細(xì)胞的分化階段，經(jīng)過分化的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞出現(xiàn)自發(fā)性跳動(dòng)，而由咀嚼肌細(xì)胞重編程而來的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞向心肌分化時(shí)有80％出現(xiàn)跳動(dòng)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其

5、他三種體細(xì)胞來源的iPSCs，這說明咀嚼肌細(xì)胞來源的iPSCs心肌分化率高于其他三種細(xì)胞。在心肌特征性基因的表達(dá)情況方面，由咀嚼肌來源的iPSCs分化為的心肌細(xì)胞在ISL-1，NKX2-5， GATA4基因表達(dá)上調(diào)，并高于其他三種體細(xì)胞來源的iPSCs分化的心肌細(xì)胞。
　　結(jié)論：由小鼠咀嚼肌細(xì)胞重編程而來的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞比成纖維細(xì)胞，骨髓間充質(zhì)細(xì)胞和軀干骨骼肌細(xì)胞來源的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞具有更好的向心肌方向的分化能力。表觀遺傳的作用在