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电子游戏平台电子游戏平台那洁课题组应用人多能干细胞分化的心血管前体细胞高效获得心肌、血管内皮和平滑肌细胞,并对动物心梗模型进行修复 Date:2020-06-05 22:00:56.0

2020年6月8日,电子游戏平台电子游戏平台那洁课题组于生物医学1区杂志《Theronostics》(2018 IF: 8.063) 在线发表题为“Homozygous MESP1 knock-in reporter hESCs facilitated cardiovascular cell differentiation and myocardial infarction repair”的研究论文。该论文构建了人类心血管前体细胞报告细胞系MESP1-mTomato, 提高了分化心肌、血管内皮、平滑肌细胞的效率,揭示了心肌体外分化新的调控机制,丰富了治疗心肌梗死、心脏衰竭的细胞来源。

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心脏疾病是引起中老年人死亡和其它严重并发症的重要原因,心脏疾病最终发展为心力衰竭,表现为心肌细胞丢失和收缩无力,心脏供血不足。心肌前体细胞是一种理想的细胞来源,不仅可以分化为搏动心肌细胞,还可以分化为血管内皮和平滑肌细胞,形成新生血管,为心肌细胞供应氧气、营养。

为高效获得心肌前体细胞,研究者选取早期胚胎心血管组织标志基因MESP1位点,应用TALEN介导的精确打靶技术,在人胚胎干细胞的MESP1基因的最后一个氨基酸位点敲入一个红色荧光报告蛋白mTomato。利用MESP1-mTomato报告细胞系,作者发现MESP1的表达依赖于经典的Wnt信号通路。 通过控制经典的Wnt信号强度,作者高效得到了MESP1心肌前体细胞(达97%);进一步的分化研究表明,MESP1心肌前体细胞在体外可以高效分化为功能性的心脏谱系细胞,包括心肌细胞(80%)、血管平滑肌细胞(97%)和内皮细胞(30%)。作者还发现MESP1可直接启动非经典WNT5A因子的表达,抑制经典的Wnt信号通路,促进心肌细胞分化。最后,作者利用大鼠的心肌梗死模型,验证了MESP1心肌前体细胞可在心肌梗死部位分化为心脏谱系细胞,改善心心脏功能。综上,本研究提供了一个研究人类心脏早期发育的灵敏报告体系,建立了一种高效获得MESP1心肌前体细胞的方法,丰富了治疗心脏疾病的细胞来源,具有潜在临床转化价值。


那洁副教授为该论文通讯作者,电子游戏平台电子游戏平台博士后王林、博士生张凤枝为本文共同第一作者,电子游戏平台电子游戏平台博士生段福宇、黄如金、陈曦,科研助理明佳为本研究做出重要贡献。本研究由国家干细胞及转化研究重点专项2017YFA0102802, 2019YFA0110001,国家自然科学基金委项目31970819, 91740115, 31771108、清华-北京大学联合生命科学中心、蛋白质研究技术中心、结构生物学高精尖创新中心等提供经费和测试仪器支持。

 

参考文献:Lin Wang#, Fengzhi Zhang#, Fuyu Duan, Rujin Huang, Xi Chen, Jia Ming, Jie Na. Homozygous MESP1 knock-in reporter hESCs facilitated cardiovascular cell differentiation and myocardial infarction repair. Theranostics. 2020; 10(15):6898-6914. doi:10.7150/thno.42347
原文链接:https://www.thno.org/v10p6898.htm


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