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ESCs分化与发育生物学信号通路的调控2022-06-16 08:37:35

研究表明,通过调控窦房结发育生物学的相关信号通路来诱导ESCs分化为窦房结样细胞。Zhu等通过调控NRG-1β/ErbB信号传导来调节hESC-CMs分化培养物中的窦房结样细胞与工作型心肌细胞的比例,发现NRG-1β/ErbB信号的抑制可增加具有窦房结样细胞的比例,同时降低工作型心肌细胞。Birket等发现在诱导ESCs分化为心肌细胞过程中,可分为Nkx2K5阳性表达(Nkx2K5+)的工作心肌细胞和Nkx2K5阴性表达(Nkx2K5-)的窦房结样起搏细胞,后者表达高水平窦房结发育相关基因及起搏离子通道基因,电生理检测记录到窦房结细胞样的动作电位及起搏电流,当培养到30d,Nkx2K5-细胞群依然保持着起搏细胞的特征和搏动频率。

Protze等通过骨形成蛋白-4(BMP4)、视黄酸(RA)和成纤维细胞生长因子抑制剂(FGFi)的序贯诱导提高Nkx2K5-hESCs的比例,且在Nkx2K5- hESCs中记录到舒张期去极化的动作电位,起搏电流-f、-Ca,T、-k,ATP,其对β受体激动剂和抑制剂具有良好的生物反应性,将富集到的Nkx2K5-hESCs移植到大鼠的左室心尖部,能够成功起搏用药物诱导出房室传导阻滞的心脏,并用OpticaI mapping技术记录到起搏点源于移植部Liang等通过添加激活经典Wnt/β-catenin信号传导的外源性Wnt3a 配体,可增加起搏器样心肌细胞的产量,起搏器表型伴随着窦房结样细胞的特异性基因和基因产物的表达而增强,同时减少肌钙蛋白T(cTnT)阳性心肌分化,此结果表明Wnt/β-catenin途径是ESCs分化过程中心肌亚型发生的关键决定因素:内源性Wnt信号传导的激活有利于起搏器谱系的表达,而其抑制则促进了室性心肌细胞谱系。此外,研究表明,苏拉明、内皮素-1 和钙激活的钾通道可促进胚胎干细胞诱导分化为窦房结样细胞,窦房结特异性标志物表达水平显著上调。
 
出自《干细胞与生物起搏的研究进展》作者陈雅婷,张建成,李泱。
 

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