فیبروبلاست های قلبی دارای عملکرد مشتق از سلول های بنیادی پرتوان انسانی از طریق پیش سازهای ثانویه قلبی
تاریخ انتشار: جمعه 24 خرداد 1398
| امتیاز:
فیبروبلاست های قلبی(CFs) نقش های حیاتی را در تکوین، هموستازی و بیماری های قلبی بازی می کنند. دسترس پذیری محدود فیبروبلاست های قلبی انسانی از قلب طبیعی مانع از بررسی زیست شناسی و نقش فیبروبلاست های قلبی در بیماری شده است. سلول های بنیادی پرتوان انسانی(hPSCs) یک منبع سلولی تجدید شدنی و از نظر ژنتیکی تعیین شده را ارائه می کند، اما روش های موثر برای تولید فیبروبلاست های قلبی از سلول های بنیادی پرتوان انسانی هنوز توصیف نشده است. در این جا، ما تمایز سلول های بنیادی پرتوان انسانی با استفاده از تعدیل متوالی پیام رسانی Wnt و FGF را برای تولید پیش سازهای ثانویه قلبی نشان می دهیم که این پیش سازها می توانند به طور موثری به فیبروبلاست های قلبی مشتق از سلول های بنیادی پرتوان انسانی(hPSC-CFs) تبدیل شوند. سلول های hPSC-CFs فیبروبلاست های قلبی طبیعی را از نظر ریخت شناسی، تکثیر، بیان ژن، بیان مارکر فیبروبلاستی، تولید ماتریکس خارج سلولی و تغییر شکل میوفیبروبلاستی القا شده بوسیله TGFβ1و آنژیوتانسین II شبیه سازی می کنند. علاوه بر این، hPSC-CFs زمانی که با فیبروبلاست های قلبی انسانی اولیه جنینی و بالغ مقایسه می شوند، فنوتیپ جنینی تری را نشان می دهند. هم کشتی hPSC-CFs با کاردیومیوسیت های مشتق از hPSC به طور مجزایی ویژگی های الکتروفیزیولوژیک کاردیومیوسیت ها را در مقایسه با هم کشتی با فیبروبلاست های درمی تغییر می دهد. سلول های hPSC-CFs منبع سلولی قوی را برای تحقیق، کشف دارو، پزشکی دقیق و کاربردهای درمانی در بازسازی قلبی ارائه می دهند.
Nat Commun. 2019 May 20;10(1):2238. doi: 10.1038/s41467-019-09831-5.
Functional cardiac fibroblasts derived from human pluripotent stem cells via second heart field progenitors.
Zhang J1,2, Tao R3, Campbell KF4,5, Carvalho JL3,6, Ruiz EC3, Kim GC3, Schmuck EG3, Raval AN3, da Rocha AM4,5, Herron TJ4,5, Jalife J4,7, Thomson JA8,9, Kamp TJ10,11,12.
Abstract
Cardiac fibroblasts (CFs) play critical roles in heart development, homeostasis, and disease. The limited availability of human CFs from native heart impedes investigations of CF biology and their role in disease. Human pluripotent stem cells (hPSCs) provide a highly renewable and genetically defined cell source, but efficient methods to generate CFs from hPSCs have not been described. Here, we show differentiation of hPSCs using sequential modulation of Wnt and FGF signaling to generate second heart field progenitors that efficiently give rise to hPSC-CFs. The hPSC-CFs resemble native heart CFs in cell morphology, proliferation, gene expression, fibroblast marker expression, production of extracellular matrix and myofibroblast transformation induced by TGFβ1 and angiotensin II. Furthermore, hPSC-CFs exhibit a more embryonic phenotype when compared to fetal and adult primary human CFs. Co-culture of hPSC-CFs with hPSC-derived cardiomyocytes distinctly alters the electrophysiological properties of the cardiomyocytes compared to co-culture with dermal fibroblasts. The hPSC-CFs provide a powerful cell source for research, drug discovery, precision medicine, and therapeutic applications in cardiac regeneration.
PMID: 31110246