鑑定早期心臟肌肉細胞

鑑定早期心臟肌肉

細胞

今年(2009)5月北京舉辦一場再生醫學研討會，美國科學家提出：他們可在小鼠身上鑑定出早期心臟肌肉細胞。研究人員可能已經分離出預定會變成心臟肌肉細胞的胚胎小鼠細胞，這種心臟肌肉細胞能夠彼此協調收縮，因此在研究心臟疾病的動物模式上可作為強有力的工具。以往科學家曾經鑑定出所謂「多型第二心臟部位」（multipotent secondary-heart-field, SHF）的「先成細胞」(progenitors)，能形成成熟心臟中的不同主要細胞型態，例如「心臟肌肉細胞」(cardiac myocytes)、平滑肌肉細胞及形成血管內表面的內皮細胞，然而，極少人知道為何這些先成細胞朝向一條途徑分化而非另一條，而此情況對再生醫學不利，由於科學家原先想移植SHF先成細胞成為一個心臟時，有可能這些細胞最終卻轉變成另一種細胞型態而非心臟肌肉細胞。

美國麻州綜合醫院的Ibrahim Domian及Kenneth Chien（也同時工作於哈佛大學幹細胞研究所）正從事以許多方式在轉殖小鼠中來標示心臟先成細胞群，在北京會議上，Domian報告他們已經由那些小鼠分離出胚胎幹細胞，並鑑定出不同先成細胞群會表現不同的基因群，有一種先成細胞表現蛋白質Islet-1，這是SHF先成細胞的一種標記，在培養時，細胞於分裂幾天後會分化成為成熟的心臟細胞，研究人員也發現源自這些先成細胞的心臟肌肉細胞會以一種力量收縮（這是界定心臟肌肉之特性），與新生的心臟肌肉細胞相同，其他科學家認為這是十分重要的結果，表示預定變成心臟肌肉的先成細胞仍然會增生，這將允許研究人員在移植前擴增培養細胞的數量。

Domian與其同事如今嘗試來檢視人類是否具有相等的心臟肌肉先成細胞，但是這些研究比較困難，因為檢體有限，因此其他幹細胞研究人員如德國漢諾瓦醫學院的Ulrich Martin已經轉向製造「誘導性多能幹細胞」(induced pluripotent stem cells, iPS)，這是由通常已分化成為某種型態的細胞以人工方式產生，強迫其表現某些「再程式化因子」(reprogramming factors)，使得他們能發育成所有細胞型態。在其他研究報告中，Martin與其同事將某些這類再程式化因子引入人類臍帶血球中，並製造出iPS細胞，與胚胎幹細胞非常類似，當培養在上清液中時，這些細胞形成典型的聚落稱為「胚體」(embryonic bodies)，含有來自所有三個胚層的細胞，這是決定胚胎幹細胞的特徵，五分之一的胚體是會收縮的聚合物，含有的細胞看起來及行為都像是心臟肌肉細胞。Martin的研究小組如今正促進並添增特殊心臟細胞株，可備用作為細胞移植物來治療心臟病。