日本研究人员在新一期美国《细胞－报告》杂志网络版上报告说，他们开发出一种新技术，可以利用诱导多功能干细胞（iPS细胞）高效安全地制作心肌细胞，转化率最高可达98%。
京都大学教授中辻宪夫率领的研究小组说，整个过程成本与之前iPS细胞转化方法相比大幅降低，因此这一技术将使iPS细胞的实用化向前迈出一大步。
据介绍，研究小组首先从能够促使iPS细胞分化为心肌细胞的约1万种化合物中，遴选出一种促分化效果较好的化合物，在此基础上开发出新的名为“KY02111”的化合物。
然后他们利用iPS细胞先培育出可发育为心肌细胞的中间细胞，然后加入这种化合物培养。8至10天后，中间细胞发育成了心肌细胞，开始出现搏动。又过了约20天后，就出现了成熟的接近成人的心肌细胞。
利用此次开发的新方法，在培养心肌细胞的时候，无须使用牛的血清等来自动物的成分，所以没有感染病菌的风险，而且没必要使用促进细胞增殖和分化的昂贵蛋白质，培养液的成本只有以前的二十分之一。
此前，利用iPS细胞制作心肌细胞时，转化比例只有10%至60%，而利用新方法最大可达到98%，不仅效率高，纯度也高，分化为癌变危险很高的心肌以外细胞的几率大大降低，从而提高了安全性。
研究小组利用拥有同样分化能力的人类胚胎干细胞试验这一方法也取得了成功。这种新方法可用于给心脏病患者移植心肌细胞的再生医疗领域，还有助于弄清心脏病病理、开发治疗方法以及试验新药的毒性等。
A Small Molecule that Promotes Cardiac Differentiation of Human Pluripotent Stem Cells under Defined, Cytokine- and Xeno-free Conditions
Itsunari Minami, Kohei Yamada, Tomomi G. Otsuji, Takuya Yamamoto, Yan Shen, Shinya Otsuka, Shin Kadota, Nobuhiro Morone, Maneesha Barve, Yasuyuki Asai, Tatyana Tenkova-Heuser, John E. Heuser, Motonari Uesugi, Kazuhiro Aiba, Norio Nakatsuji
Human pluripotent stem cells (hPSCs), including embryonic stem cells and induced pluripotent stem cells, are potentially useful in regenerative therapies for heart disease. For medical applications, clinical-grade cardiac cells must be produced from hPSCs in a defined, cost-effective manner. Cell-based screening led to the discovery of KY02111, a small molecule that promotes differentiation of hPSCs to cardiomyocytes. Although the direct target of KY02111 remains unknown, results of the present study suggest that KY02111 promotes differentiation by inhibiting WNT signaling in hPSCs but in a manner that is distinct from that of previously studied WNT inhibitors. Combined use of KY02111 and WNT signaling modulators produced robust cardiac differentiation of hPSCs in a xeno-free, defined medium, devoid of serum and any kind of recombinant cytokines and hormones, such as BMP4, Activin A, or insulin. The methodology has potential as a means for the practical production of human cardiomyocytes for regeneration therapies.
