庆应义塾大学医学院的一个研究小组开发了一种从人类 iPS 细胞生产高纯度心肌细胞(心脏肌肉)的方法。作为一种可以轻松且相对廉价地生产更安全的心肌细胞的技术,我们计划将来向校内委员会申请临床研究。

 心肌细胞构成心肌,是心脏向全身输送血液必不可少的物质,但如果因疾病而丢失,哺乳动物就不能再生,心肌收缩力减弱。

 在再生医学中,据说具有分化为所有体细胞的能力的ES细胞和iPS细胞等多能干细胞备受关注。然而,很难将所有未分化的干细胞全部诱导分化为靶细胞,问题在于不能分化的细胞中混杂了可能导致肿瘤的细胞。

 同大学的Shugo Toyama 助理教授、特聘讲师Atsushi Fujita、Keiichi Fukuda 教授和Makoto Suematsu 教授(现任日本医学研究开发机构主席)等研究小组在未分化干细胞中具有活跃的葡萄糖消耗。心肌细胞使用乳酸作为能量来源已被阐明,我们报道了从培养液中去除葡萄糖并添加乳酸以去除未分化干细胞的方法。然而,仅此一项就需要时间让未分化的干细胞完全死亡。

 因此,这一次,我们专注于四种氨基酸,谷氨酰胺、精氨酸、丝氨酸和甘氨酸,它们与葡萄糖一起被未分化细胞积极消耗。当在去除了这四种和葡萄糖的培养基中培养人 ES/iPS 细胞时,发现与未去除时相比,它们显着死亡。
接下来,从培养基中去除细胞存活所必需的葡萄糖和谷氨酰胺,取而代之的是添加作为心肌细胞能量来源的乳酸,理论上“未分化的干细胞不能存活,只有心肌细胞可以存活”证实未分化的干细胞被完全杀死,只有心肌细胞可以存活。

 在这项研究中,通过“转为特殊培养液”这一简单且成本相对较低的过程,生产高纯度心肌细胞成为可能。使用从人iPS细胞分化而来的心肌细胞进行心脏再生医疗时,有望成为大量获得安全性高的心肌细胞的重要技术。

庆应义塾大学

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