两位百人博士最新文章解析干细胞分化机制

来自中科院生物物理研究所的研究人员证明了在人胚胎干细胞的心肌分化过程中，心房肌细胞和心室肌细胞的分化是由视黄酸信号通路所调控，并建立了一种新方法，能让人胚胎干细胞在14天内高效分化成心房肌细胞和心室肌细胞，这对于再生医学治疗心肌梗死具有重要的意义。这一研究成果公布在Cell Research杂志上。

　　

生物通报道：今年科学家们已经成功的在实验室中制造出了人工肺，这代表着我们离人造器官的时代越来越近了，近期来自中科院生物物理研究所的研究人员也在人造细胞方面获得了新进展：他们证明了在人胚胎干细胞的心肌分化过程中，心房肌细胞和心室肌细胞的分化是由视黄酸信号通路所调控，并建立了一种新方法，能让人胚胎干细胞在14天内高效分化成心房肌细胞和心室肌细胞，这对于再生医学治疗心肌梗死具有重要的意义。这一研究成果公布在Cell Research杂志上。

这项研究由生物物理研究所马跃实验室和姬广聚实验室共同完成，这两位入选****的研究人员的研究重点分别是胚胎干细胞的自我复制与成体细胞的去分化，心肌细胞发育等。

心肌梗死是我国城市人口中的一个主要的致死疾病，目前还没有一种治疗手段可以有效地医治心肌梗死，利用人胚胎干细胞分化的心肌细胞移植治疗心肌梗死是世界上公认的未来最有前景的治疗方法之一。但是在现有的技术条件下，人胚胎干细胞分化的心肌细胞包含有心房肌细胞、心室肌细胞和启博肌细胞，不同亚型的心肌细胞具有其特异的电生理特征，而移植这样的杂合细胞群体，会引起严重的心律不齐，大大增加了细胞移植治疗的风险。解决这一难题的关键在于是否能够将人胚胎干细胞定向分化成心房肌细胞和心室肌细胞，以便利用单一种类的，电生理特性匹配的心房或心室肌细胞对心房或心室进行组织修复。

在这篇文章中，研究人员证明了在人胚胎干细胞的心肌分化过程中，心房肌细胞和心室肌细胞的分化是由视黄酸信号通路所调控。并通过建立的心肌分化方法，人胚胎干细胞可以在14天内高效分化成心房肌细胞和心室肌细胞，这些细胞具有心房肌细胞和心室肌细胞在胚胎时期的电生理特征。

这使得在实验室内大量培养生产人的心房肌细胞和心室肌细胞成为可能，对利用人胚胎干细胞分化的心肌细胞进行药物筛选和细胞毒理学研究具有重大意义。更为重要的是，这一研究成果让我们向实现再生医学治疗心肌梗死的目标又迈出了重要的一步。

据报道，我国干细胞研究进展迅速，在“973”与“863”等国家重大基础、应用研究计划中对干细胞、治疗性克隆等相关项目的支持显著增加，中国科学院也把“干细胞与再生医学研究与应用”列为“十二五”战略性科技先导专项之一。此项研究将有助于推动我国干细胞与再生医学研究的发展。

作者简介：

马跃研究员
Yue Ma, Professor

专家类别: ****,研究员

简历 & 研究组工作摘要：
1994-2000年 马萨诸塞大学神经与行为学专业，博士
2000-2003年 威斯康星大学灵长类研究中心Dr. James Thomson 实验室，博士后
2003-2006年 华盛顿大学生物化学系，高级研究人员
2006 年至今 中国科学院生物物理研究所，研究员

在本年度我实验室的工作主要集中在1).人源化细胞外基质的研究,我们已取得了全人源化的细胞外基质,已初步验证其可支持人胚胎干细胞的生长。2).利用BAC clone进行特意细胞组织的标记。 我们已初步建立了BAC同源重组的方法，标记了OCT-4基因。我们将利用此方法进一步标记BRACHYARY;NKX2.5等与心肌细胞发育有关的基因，以便研究TGF-BETA,WNT家族在从人胚胎干细胞到心肌细胞分化过程中的功能。3）.人胚胎干细胞的自我复制与成体细胞的去分化是干细胞研究的重大研究方向之一，我们实验室正在建立一套快捷的评估方法，以便进行快速筛选与人胚胎细胞自我复制与成体细胞的去分化相关的基因。

姬广聚研究员

简历：
1988.9 －1991.7 : 第四军医大学药理 硕士
1994.3 －1999.3 : 德国科隆大学神经生理研究所 博士
1983.9 －1988.6 : 解放军北京军医学院药理教研室 助教
1988.6 －1992.11: 解放军北京军医学院药理教研室 讲师
1992.11－1994.3 : 解放军北京军医学院药理教研室 副教授
1999.4 －2000.6 : 宾夕法尼亚大学生物学系 博士后
2000.6 －2001.7 : 康奈尔大学生物医学系 博士后
2001.7 －2003.5 : 康奈尔大学生物医学系 研究员
2003.5 －current: 康奈尔大学生物医学系 助理教授

主要成果：

发现 PECAM-1在内皮的生理过程（如嗜中性粒细胞迁移）中扮演重要角色；
PECAM-1调控通道和过氧化激活在嗜中性粒细胞－内皮相互作用和氧化剂介导的内皮应答与创伤中发挥重要作用；
发现平滑肌细胞纵向伸长导致 Ca2+ 通过RYR门控释放，RYR是平滑肌对鲁米诺压力的生理应答中的重要成分；
发现 FKBP12.6参与心肌和平滑肌中RYR2钙释放通道的调控；
建立心肌细胞发育初期β-肾上腺素对ICaL的调控，发现If在胚胎干细胞衍生的心肌细胞中有表达，且形成心肌细胞过程中存在从NO向AC介导的ICaL抑制。