将间充质干细胞分化为心肌样细胞的简易、低成本体外方案

先天性心脏病（CHD）仍是20岁以下儿童死亡的首要原因。鉴于其易于获取、强大的增殖能力和多向分化潜能，干细胞（SCs）已成为一种极具前景的替代治疗方法。特别是，来源于脐带Wharton胶（即分娩过程中的丰富副产物，尤其在低收入和中等收入地区）的间充质干细胞（MSCs）可被诱导分化为心肌细胞系，使其成为心脏再生极具吸引力的细胞来源。尽管可以使用生长因子或化学信号将MSCs定向诱导分化为心肌细胞系，但大多数体外分化的细胞在发育上仍不成熟，只有一小部分能达到治疗所需的结构、功能和代谢成熟度。在资源有限的实验室中，主要挑战在于开发一种简便、经济高效的方案，可靠地将MSCs分化为在结构、功能和代谢上均成熟的心肌细胞。本综述介绍了一种专为资源有限的实验室设计的、将脐带MSCs分化为心肌细胞的简明、经济高效的体外分化方案，包括3个连续阶段。首先，使用5-azacytidine（5-Aza）或骨形态发生蛋白（BMP）处理脐带源性MSCs（UC-MSCs），以诱导心肌中胚层定向分化。接下来，通过添加Wnt通路抑制剂（例如IWP-2）来特化心肌祖细胞。最后，通过在培养体系中补充胰岛素样生长因子（IGFs）来促进心肌细胞成熟。在缺乏复杂生物反应器的实验室中，将细胞接种到简单的生物相容性支架上（如胶原或纤维蛋白水凝胶），可进一步提高分化效率并促进组织样结构的形成。