慶應義塾大學醫學院的一個研究小組開發了一種從人類 iPS 細胞中生產高純度心肌細胞(心臟肌肉)的方法。作為一種可以輕鬆且相對廉價地生產更安全的心肌細胞的技術,我們計劃在未來向校內委員會申請臨床研究。

 心肌細胞製造心肌,是心臟向全身輸送血液所不可缺少的,但如果因病失去,在哺乳動物體內就無法再生,心肌收縮力降低。

 在再生醫學中,被認為具有分化為所有體細胞能力的ES細胞和iPS細胞等多能幹細胞受到關注。然而,很難誘導所有未分化的干細胞分化成靶細胞,問題是可能導致腫瘤的細胞混在不能分化的細胞中。

 同大學的助理教授Shugo Toyama、特聘講師Atsushi Fujita、Keiichi Fukuda教授、Makoto Suematsu教授(現任日本醫學研究開發機構主席)研究組在未分化干細胞中具有活躍的葡萄糖消耗。明確了心肌細胞使用乳酸作為能量來源,我們報導了一種從培養液中去除葡萄糖並添加乳酸以去除未分化干細胞的方法。然而,僅這一點就需要時間讓未分化的干細胞完全死亡。

 因此,這次我們重點關註四種氨基酸,谷氨酰胺、精氨酸、絲氨酸和甘氨酸,它們與葡萄糖一起被未分化細胞積極消耗。當人 ES/iPS 細胞在已去除這四種和葡萄糖的培養基中培養時,發現與未去除時相比,它們顯著死亡。
接下來,從培養基中去除對細胞存活至關重要的葡萄糖和谷氨酰胺,取而代之的是,在理論上“未分化的干細胞不能存活,只有心肌細胞可以存活”的情況下,添加作為心肌細胞能量來源的乳酸。證實未分化的干細胞被完全殺死,只能選擇存活的心肌細胞。

 在這項研究中,通過“改用特殊培養液”這一簡單且成本相對較低的過程來生產高純度心肌細胞成為可能。當使用從人iPS細胞分化的心肌細胞進行心臟再生醫學時,它有望成為獲得大量高度安全的心肌細胞的重要技術。

慶應義University大學

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