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NCB:快速高效获得血管细胞新方案

来源:生物谷 2015-08-04 13:45

                                                     

2015年8月4日讯  /生物谷BIOON/  --多能干细胞(Pluripotent stem cell,Ps)是当前干细胞研究的热点和焦点。它可以分化成体内所有的细胞,进而形成身体的所有组织和器官。因此,多能干细胞的研究不仅具有重要的理论意义,而且在器官再生、修复和疾病治疗方面极具应用价值。
 
近日,来自美国哈佛大学的研究人员在国际学术期刊nature cell biology上发表了一篇文章,他们建立了一套诱导人类多能干细胞向血管内皮和平滑肌细胞方向分化的最新诱导方案。
 
诱导多能干细胞向特定细胞类型分化建立体外疾病模型以及进行临床应用都需要按照成熟的实验方案进行操作。在这项研究中,研究人员研发出一种能够将人类多能干细胞快速高效地诱导分化形成血管内皮和平滑肌细胞的实验操作方案。在这套方案中,他们发现抑制GSK3同时进行BMP4处理能够快速诱导多能干细胞向中胚层方向发生命运决定。随后进行VEGF-A或PDGF-BB暴露处理,可以分别诱导多能干细胞进一步向内皮细胞或血管平滑肌细胞方向分化。
 
研究人员指出,利用这套诱导方案向两种细胞进行诱导,6天内获得成熟细胞的效率超过80%,通过细胞表面标记物进行细胞纯度分析,结果表明细胞纯度超过99%,体外和体内实验均证实诱导获得的内皮细胞保持了其细胞特性和功能特征。研究人员还对诱导获得的成熟细胞进行了转录组和代谢组分析,结果证实这些细胞与体内相对应的细胞群体在基因表达和代谢方面具有非常类似的特征。
 
这项研究建立了诱导人类多能干细胞快速高效地向血管内皮和平滑肌细胞方向分化的最新实验方案,对于心血管疾病模型建立和多能干细胞在临床方面的应用具有重要意义。(生物谷Bioon.com)
 
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Generation of vascular endothelial and smooth muscle cells from human pluripotent stem cells
 
Christoph Patsch,Ludivine Challet-Meylan, Eva C. Thoma, Eduard Urich, Tobias Heckel, John F. O'Sullivan, Stephanie J. Grainger, Friedrich G. Kapp, Lin Sun, Klaus Christensen, Yulei Xia, Mary H. C. Florido, Wei He, Wei Pan, Michael Prummer, Curtis R. Warren, Roland Jakob-Roetne,Ulrich Certa, Ravi Jagasia, Per-Ola Freskg?rd, Isaac Adatto,Dorothee Kling, Paul Huang, Leonard I. Zon, Elliot L. Chaikof, Robert E. Gerszten, Martin Graf, Roberto Iacone & Chad A. Cowan
 
The use of human pluripotent stem cells for in vitro disease modelling and clinical applications requires protocols that convert these cells into relevant adult cell types. Here, we report the rapid and efficient differentiation of human pluripotent stem cells into vascular endothelial and smooth muscle cells. We found that GSK3 inhibition and BMP4 treatment rapidly committed pluripotent cells to a mesodermal fate and subsequent exposure to VEGF-A or PDGF-BB resulted in the differentiation of either endothelial or vascular smooth muscle cells, respectively. Both protocols produced mature cells with efficiencies exceeding 80% within six days. On purification to 99% via surface markers, endothelial cells maintained their identity, as assessed by marker gene expression, and showed relevant in vitro and in vivo functionality. Global transcriptional and metabolomic analyses confirmed that the cells closely resembled their in vivo counterparts. Our results suggest that these cells could be used to faithfully model human disease.
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