清華大學醫學院那潔課題組開發人多能幹細胞向血管細胞高效分化體系

近日,清華大學醫學院那潔課題組發表學科交叉論文,揭示心血管前體細胞分化新機理,創建了省略胰島素的培養體系,用於高效分化獲得血管內皮細胞和平滑肌細胞,最後在血管損傷缺血動物模型進行細胞移植實驗治療,證實這些細胞具有良好的在體內形成血管的能力。這一研究為血管重建、治療組織器官缺血提供可能的細胞來源。

近日,清華大學醫學院那潔課題組發表學科交叉論文,揭示心血管前體細胞分化新機理,創建了省略胰島素的培養體系,用於高效分化獲得血管內皮細胞和平滑肌細胞,最後在血管損傷缺血動物模型進行細胞移植實驗治療,證實這些細胞具有良好的在體內形成血管的能力。這一研究為血管重建、治療組織器官缺血提供可能的細胞來源。

心血管疾病,包括缺血性疾病是造成我國成年人死亡的最主要因素之一。由人多能幹細胞分化來的血管細胞(主要為內皮細胞和平滑肌細胞)具有治療這些疾病的應用前景,但現時採用的分化系統存在成分複雜、成本高和無法大量產生細胞等缺點。本研究通過使用不含胰島素的AATS分化體系,實現了用最簡化的培養成分高效分化血管內皮細胞和平滑肌細胞(圖1),並通過細胞移植驗證了這些細胞在動物模型體內的血管重建功能。

圖1.不含胰島素的AATS體系可以促進中胚層和血管內皮細胞及平滑肌細胞高效分化

本研究發現胰島素會抑制心血管中胚層細胞的誘導,進而抑制內皮細胞的產生。省略胰島素使細胞迅速向氧化磷酸化的代謝管道轉變、加强細胞的自噬活動及開放中胚層基因所在染色質區域,從而促進中胚層細胞高效誘導。在無胰島素的培養液中,可以高效獲取血管內皮細胞(98%)和平滑肌細胞(98%)。這些血管細胞可在體外形成管狀結構,響應刺激和收縮,且具有低免疫原性。此外,結合3D資料微支架培養,該分化體系可以實現長期大量分化血管內皮細胞。最後,將分化的細胞移植到下肢缺血和大腦中動脈缺血小鼠模型,修復或逆轉了這些模型小鼠因缺血導致的下肢壞死和偏癱,實現了缺血部位的血管重建和對神經組織的保護(圖2)。

圖2.AATS體系分化得到的血管細胞可以用於小鼠缺血部位血管再生和損傷修復

綜上,本研究闡明了胰島素對心血管中胚層細胞誘導的抑制機理,開發了成本較低、成分簡單的血管細胞高效分化系統。為實現體外大量獲得血管細胞提供了新的方法,具有潜在的臨床應用與轉化前景。

該研究已於2月份發表在《生物材料》(Biomaterials)雜誌,題目為“一套簡化的不含胰島素的培養體系用於人多能幹細胞高效分化內皮細胞和平滑肌細胞”(Efficient endothelial and smooth muscle cell differentiation from human pluripotent stem cells through a simplified insulin-free culture system)。清華大學醫學院那潔副教授為該論文通訊作者,醫學院已畢業博士生張鳳枝、博士研究生朱咏林和博士後陳靜為本文共同第一作者。清華大學藥學院陳立功研究員、博士生匡文華對本研究中代謝組樣品製備和資料分析提供了大力幫助和指導。清華大學長庚醫院張家寧教授對本研究中小鼠缺血模型的構建提供了重要的指導。此外,醫學院生物醫學工程系杜亞楠教授和李雅倩博士提供了3D組織工程微支架。那潔實驗室博士生黃如金、段福宇、邱輝和科研助理明佳等也對本研究作出了重要貢獻。

本研究由國家幹細胞及轉化研究重點專項、國家自然科學基金委項目、清華-北京大學聯合生命科學中心、蛋白質研究技術中心、結構生物學高精尖創新中心等提供經費和測試儀器支持。

論文連結

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961221000648

本文轉載於清華大學新聞網(https://news.tsinghua.edu.cn),版權歸原作者所有,文章內容不代表平臺觀點或立場。如有關於文章內容、版權或其他問題請與我方聯系,我方將在核實情况後對相關內容做删除或保留處理!聯繫郵箱:yzhao@koushare.com

本文標題: 清華大學醫學院那潔課題組開發人多能幹細胞向血管細胞高效分化體系
永久網址: https://www.laoziliao.net/doc/1656065182075244
相关資料
中國科學院物理研究所,|,高壓製備新穎電荷有序物質及其調控的高溫自旋重取向
金屬離子的不同電荷態反映了最外層電子數目與軌道佔據等情况的變化,特定的電荷有序分佈從根本上决定了資料的晶體結構與電子性質。作為與PbCoO3相鄰的成員,PbFeO3因缺乏單相性良好的高品質樣品,其電荷有序分佈形式及與之關聯的物理内容一直懸而
標籤: 科學 電子自旋 自旋 科普 電荷 調控
中國科學院工程熱物理研究所在低污染燃燒室燃燒不穩定分析及調控設計研究中獲進展
中科院工程熱物理研究所先進燃氣輪機實驗室研究人員聯合火焰傳遞函數辨識科技、本征正交分解、動力學模態降解及統計學方法,揭示了燃燒室幾何結構、流場擬序結構、火焰低階結構及火焰動態響應四者關係。同時,預測調控策略對不穩定性的減輕作用可有效指導調控
標籤: 燃燒室
中國科學院大氣物理研究所,|,EST,北京都市邊界層內一次和二次氣溶膠組分垂直分佈
氣溶膠的垂直分佈及與邊界層要素之間的相互作用對於分清重污染的形成機制具有重要的意義。這些結果表明地面與高層的有機氣溶膠的來源與生成機制存在顯著的不同,同時說明了氣象要素和氣態前體物的垂直差异對二次有機氣溶膠垂直分佈特徵有重要影響。
標籤: 氣溶膠 邊界層 科普
北大深研院新材料學院潘鋒課題組在構建資料知識圖譜研究方面取得進展
隨著資料挖掘科技的日益成熟,將其運用於材料科學研究已逐漸成為可能。這導致資料信息學這一新興領域的出現。如果將文獻中的材料科學資訊表示為結構化的知識,再結合知識關聯、融合、推理等方法,構建資料知識圖譜,可以使研究人員準確而又高效地獲取資訊,並
標籤: 材料科學 新材料