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实验室培养的人类心脏细胞能提供一种强大的工具帮助理解和潜在治疗心脏疾病，然而，利用多能干细胞产生人类心脏细胞的方法或许并非最佳。近日，一篇发表在国际杂志eLife上题为“Cardiac differentiation of human pluripotent stem cells using defined extracellular matrix proteins reveals essential role of fibronectin”的研究报告中，来自威斯康星大学等机构的科学家们通过研究提出了关键观点或有助于帮助科学家们利用干细胞来培养心脏细胞。
文章中，研究人员分析了胞外基质蛋白在人类多能干细胞（hPSCs）衍生心脏细胞过程中所扮演的关键角色，细胞外基质能填充细胞间的空隙，从而提供结构基础并能调节组织和器官的形成，随着科学家们对细胞外基质以及其对心脏发育影响的理解，如今研究人员能更加有效地开发心肌细胞（cardiomyocytes），并利用其来进行心脏修复、再生和细胞疗法。研究者Jianhua Zhang说道，细胞基质如何影响hPSC-心肌细胞在很大程度上并不清楚，我们对可溶性因子以及细胞外基质蛋白在细胞培养液中的作用机制和分化理解地越深入，我们就越接近目标。
图片来源：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35758861/
研究人员一直在寻求如何改善hPSCs向心肌细胞的分化，或者提高hPSCs分化的能力，其能在培养液中无限自我更新，同时还能保持转化为人类机体中几乎任何一种细胞类型的能力，且能转化为心肌细胞，为了调查细胞外基质在促进hPSCs的心肌细胞分化过程中的作用，研究人员对多种蛋白进行了相关检测来分析其如何影响干细胞的生长和分化，尤其是细胞外基质蛋白，包括粘连蛋白111、粘连蛋白521、纤连蛋白和胶原蛋白等。
本文研究表明，细胞外基质蛋白在hPSC的粘附、生长和心肌细胞分化过程中扮演着关键角色，而且纤连蛋白似乎也在hPSC的心肌细胞分化过程中扮演着关键角色且是必不可少的，通过理解细胞外基质的关键作用，本文研究或能帮助开发更多强有力的方法和步骤来实现hPSC-心肌细胞的产生，此外，该研究不仅能帮助心肌分化研究领域的科学家们进行研究，还有助于进行其它谱系分化的相关研究。尽管本文研究或为心脏细胞分化提供了重要见解，但其是基于研究者Zhang在2012年进行的研究之上，此前他们开发了有效的手段来利用干细胞分化为心肌细胞，本文研究揭示了为何细胞外基质层至关重要，同时识别出了纤连蛋白或许能作为hPSC-心肌细胞发育的重要细胞外基质蛋白。随着科学家们对细胞外基质在干细胞生长和心肌细胞分化过程中所扮演的关键作用的理解，研究人员希望能调查纤连蛋白和其它细胞外基质蛋白在促进hPSC-心肌细胞移植用于细胞疗法过程中的重要作用。
下一步研究人员将实现hPSC-心肌细胞用于疾病建模、药物筛选、心肌细胞再生和细胞疗法等研究领域，研究人员将会继续深入研究来利用干细胞技术开发治疗人类疾病并改善人类健康的新型疗法。（生物谷Bioon.com）
原始出处：
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
