动态的三维环境,以高效和大规模生成从hiPSCs的光滑肌肉细胞
Akazha Green1, Yuhua Wei1, Jason M Warram1,2
1Department of Biomedical Engineering, The University of Alabama at Birmingham, Volker Hall, 1670 University Boulevard, Birmingham, AL, 35255, USA.
Stem cell research & therapy
|December 3, 2024
概括
新的3D+2D分化协议显著增加了人类诱导多能干细胞衍生的光滑肌肉细胞 (hiPSC-SMC) 的产量. 移植的hiPSC-SMCs在缺血四肢疾病的小鼠模型中促进恢复.
科学领域:
- 再生医学是一种再生医学.
- 干细胞生物学 干细胞生物学
- 血管生物学 血管生物学
背景情况:
- 慢性缺血性四肢疾病带来了重大的临床挑战,通常需要截肢.
- 血管光滑肌细胞 (SMCs) 在心血管疾病的发病过程中至关重要.
- 人类初级SMCs的有限可用性限制了研究和治疗开发.
研究的目的:
- 评估用于将人类诱导多能干细胞 (hiPSCs) 生成SMCs的新型分化协议.
- 评估这些hiPSC衍生的SMCs (hiPSC-SMCs) 治疗缺血四肢疾病的治疗潜力.
主要方法:
- 对比传统的2D差异化与两种3D+2D协议 (shaker瓶或生物反应器) 进行hiPSC-SMC生成.
- 通过SMC标记表达 (SMA,SM22,Calponin-1) 评估差异化效率.
- 在试验室 (迁移,收缩,管形成) 和体内 (输血,小鼠后肢缺血模型中的血管密度) 中评估了hiPSC-SMC功能.
主要成果:
- 与二维分化相比,3D+2D协议产生了9倍以上的hiPSC-SMC (>5.6 x 10^7 细胞/分化).
- 已确认差异化hiPSC-SMCs的高纯度 (>98%的SMA,>81%的SM22,>89%的卡尔波宁-1).
- 来自3D+2D协议的hiPSC-SMCs表现出类似SMC的功能,并显著改善了小鼠缺血四肢的 perfusion 和血管密度.
结论:
- 动态的3D+2D差异化策略可以实现功能性hiPSC-SMC的异常高产量.
- 这些hiPSC-SMCs的移植在小鼠模型中显著提高了缺血损伤后的恢复.
