本文根據京都大學成果發佈資料整理而成
日本京都大學iPS細胞研究所CiRA增殖分化機構研究部門山下潤教授等人組成的研究團隊，開發出了利用人iPS細胞製作可長期保持高純度的心室肌細胞的新技術。
源自人iPS細胞的心肌細胞有望用於心臟毒性篩檢、新藥開發和疾病建模等多種用途。因此，穩定製作高純度人iPS細胞源心肌細胞的需求逐漸高漲。但目前的人iPS細胞源心肌細胞製作方法，無法將人iPS細胞全部分化成心肌細胞，因此，爲了確保高純度的心肌細胞，還要在製作的最終階段進行純化。另外還知道，利用這些方法製作的心肌細胞中混合了多種性質的細胞，比如活體的心室肌細胞樣細胞、心房肌細胞樣細胞和節律點細胞樣細胞等。
山下教授的研究團隊以此前的心肌分化誘導法爲基礎，誘導並收集了能分化爲心肌細胞的中胚層細胞羣（血小板源成長因子接受者-α（PDGFRα）陽性細胞），然後利用兩種Wnt訊號抑制劑（XAV及IWP4）根據分化階段選擇性地施加刺激，將其蠻力誘導爲心肌細胞，由此成功製作了高純度的心肌細胞（圖1）。
圖1：利用人iPS細胞製作高純度心室肌細胞的方法
誘導並收集中胚層細胞羣（血小板源成長因子接受者-α（PDGFRα）陽性細胞），利用兩種Wnt抑制劑（XAV及IWP4）進行蠻力刺激，使其分化爲心肌細胞，由此製作了心室肌細胞。
這種改善過的心肌細胞製作方法不僅能穩定獲得高純度的心肌細胞，而且在省去心肌細胞純化步驟的情況下，在200天以上的長時間培養中還能保持高純度狀態（圖2）。另外，這些心肌細胞大多都表達心室肌的獨特性標誌物——肌凝蛋白輕鏈（MLC）2v，隨着進行長時間的培養，其表達變得更加獨特性（圖3）。此外，長時間培養的心室肌細胞表現出橫紋（肌節）結構成熟（形成Z帶和M帶等，肌節長度增加）以及粒線體增加併成熟的特徵，還具有成熟個體的成熟心肌細胞結構——T管樣結構（圖4）。在電生理學方面也表現出心室肌細胞成熟的特徵，即最大舒張電位（MDP）降低，電位峰值（Peak）、動作電位幅值（APA）和動作電位（AP）最大擧升速度（dV/dtmax）升高（圖5），對錶示QT延長的藥劑也表現出與活體心室肌相同的反應。
圖2：高純度心室肌細胞的長時間培養
製作高純度心室肌細胞後（d21），即使在省去純化步驟的情況下進行200天以上的長時間培養（d201），也依然能保持高純度。
圖3：長時間培養的高純度心室肌細胞
肌凝蛋白輕鏈（MLC）2a（綠色）和肌凝蛋白輕鏈（MLC）2v（紅色）。
MLC 2v在心室肌獨特性表達。而MLC 2a在心房肌及未成熟的心肌中表達。
表達MLC2v的心室肌樣細胞獨特性分化。
圖4：長時間培養的心肌細胞的電子顯微鏡觀察結果（培養第231天）
A：可以看到成熟的橫紋結構和粒線體。B：可以看到T管樣結構。
比例尺: 1μm（A）, 400nm（B）
圖5：高純度心室肌細胞的電生理學成熟
分別顯示了最大舒張電位（MDP）、電位峰值（Peak）、動作電位幅值（APA）及動作電位最大擧升速度（dV/dtmax）。隨着心室肌細胞逐漸成熟，會出現MDP降低以及Peak、APA和dV/dtmax升高的現象。
論文資訊
題目：Specific induction and long-term maintenance of highpurity ventricular cardiomyocytes from human induced pluripotent stem cells
期刊：PLOS ONE
URL：journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0241287
編譯：JST客觀日本編輯部
