《Cell》子刊:更似成人iPSC衍生心肌細胞 建心臟疾病模型

日期2022-08-15
《Cell》子刊:更似成人iPSC衍生心肌細胞 建心臟疾病模型
美國康乃狄克大學(University of Connecticut)生物醫學工程系研究團隊,開發出一種新的誘導型多潛能幹細胞衍生心肌細胞(iPSC-CM)平台,其與成人的心臟非常相似,更有潛力作為臨床前藥物開發和測試,以及更好的心臟病疾病模型。此研究7月26日發表於《Cell Reports》。

該研究由康乃狄克大學生物醫學工程系助理教授Kshitiz,與加州大學舊金山分校心臟病學系的Junaid Afzal博士合作,提出了一種加速人類iPSC-CM成熟的新方法,使其達到足以替代心臟細胞進行臨床前藥物測試的狀態。

研究團隊開發出心臟模擬基質(cardiac mimetic matrix, CMM),可模擬成人心臟基質的配體(ligand)、剛度(rigidity)、次微米超微結構等性質,hiPSC-CM在CMM中經過30天培養就會迅速成熟。

測試結果顯示,在CMM中成熟的hiPSC-CM,在結構、機械、代謝和電生理特徵方面,都更接近於成人心肌細胞。

心血管安全是導致臨床前藥物開發失敗的第一大原因,但目前小動物心臟模型顯示出與人類截然不同的生化、生理和遺傳特徵,這使得在臨床前研究中,難以代表人類心臟的運作,而人類樣本則非常稀有。人們認為,若能先在人類樣本中進行測試,則大量的藥物可避免在臨床試驗時才發現問題。

當科學家找出將iPSC分化為心肌細胞的方法時,帶來了巨大希望,不過,Afzal指出,那些細胞與胎兒細胞相似,而我們需要的是成人細胞。尤其是心臟不斷跳動,是一個新陳代謝非常活躍的器官,代謝和氧化還原的成熟,對心臟細胞至關重要。

研究人員樂觀地認為,該項研究成果不僅可以用於臨床前藥物測試,還可以用於未來精準醫療的疾病模型建立,以研究疾病機制和測試再生療法。

參考資料:https://www.sciencedaily.com/releases/2022/08/220811152526.htm
論文:https://doi.org/10.1016/j.celrep.2022.111146

(編譯/劉馨香)