Stem Cell Rep：两种特殊信号通路的表达或在人类出生后的心脏中会被下调

人类诱导多能干细胞衍生的心肌细胞（hiPSC-CMs）能为人类心脏病理生理学机制的解析提供一定的机会，然而hiPSC-CMs相对于成年人心脏而言仍然并不成熟。近日，一篇发表在国际杂志Stem Cell Reports上题为“Dual inhibition of MAPK and PI3K/AKT pathways enhances maturation of human iPSC-derived cardiomyocytes”的研究报告中，来自明尼苏达大学医学院等机构的科学家们通过研究发现了两种信号通路或许个体出生一开始就在其心脏中被下调，这两种途径：有丝分裂原激活蛋白激酶（MAPK）和磷酸肌肽3激酶（PI3K）-AKT能促进心脏细胞的成熟，并促使其在功能上适应其在个体出生后的角色；研究人员发现，通过操控这些通路或许就能在体外从多能干细胞产生心肌细胞的实验中取得更好的结果。

心脏病是引起全球人群死亡的主要原因，部分是因为成年人的心脏并不含有任何心脏干细胞来促使其在受损后再生，而诱导多能干细胞则能在体外分化为心肌细胞，但其会优先制造这些细胞的不成熟版本，诱导多能干细胞是通过对成体细胞以及来自皮肤组织的细胞进行重编程所衍生的未分化的人类干细胞。这从本质上来讲就是制造胎儿型细胞而并不是出生后的心肌细胞，无法产生成熟的心肌细胞已经阻碍了用于治疗心脏疾病的细胞疗法的开发，以及用于体外研究心脏生理学和毒理学的细胞的产生。

两种特殊信号通路的表达或在人类出生后的心脏中会被下调。

图片来源：Stem Cell Reports (2022). DOI: 10.1016/j.stemcr.2022.07.003

研究者Bayardo Garay表示，在过去10年里，从多能干细胞到人类心肌细胞的研究出现了爆发式地增长，本文研究中，研究人员提供了一种实用的方法来产生与人类疾病相关的细胞，从而无形中推动了科学家们的努力。为了发现上述两条通路，研究人员挖掘了此前发表的关于不同发育阶段的心肌细胞的基因组数据，目前研究人员很难实现在培养皿中促进干细胞衍生的体细胞的成熟，但这对于人类健康和疾病体外模型的研究却至关重要，本文研究中，研究人员就巧妙地利用了现在的数据来识别出控制心肌细胞成熟的新型通路，其或能被利用小分子轻松地操控从而加速心肌细胞的成熟。

研究人员得出结论表明，对在体外衍生的人类心肌细胞中的MAPK和PI3K–AKT通路仅仅抑制5天时间或许就能在多个领域里增强成熟度，据研究者介绍，这项多学科的研究是大学对合作科学投资的成果，并能帮助演技润园在实验室中产生与人类心脏病临床相关性较高的细胞。综上，本文研究结果表明，MAPK/PI3K/AKT通路或许参与到了心肌细胞的成熟，并能为操控关键信号通路从而实现最佳的hiPSC-CM成熟提供了一定的概念验证，这或许是忠实的心脏病理学体外研究模型和后续药物研发的一个关键方面。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Bayardo I. Garay，Sophie Givens，Phablo Abreu,et al. Dual inhibition of MAPK and PI3K/AKT pathways enhances maturation of human iPSC-derived cardiomyocytes, Stem Cell Reports (2022). DOI: 10.1016/j.stemcr.2022.07.003