通过心脏祖细胞重铺与冷冻保存技术增强人多能干细胞向心肌细胞分化的纯度

为解决人多能干细胞(hPSC)向心肌细胞(CM)分化效率低、批次间差异大的问题，研究人员开展了心脏祖细胞(CPC)重铺与冷冻保存技术研究。通过优化EOMES+中胚层和ISL1+/NKX2-5+ CPC阶段的操作流程，成功将CM纯度提升10-20%，并证实冷冻保存的祖细胞仍保持分化能力。该研究为心脏再生医学提供了稳定高效的细胞制备方案。

　　

心肌梗死导致的心肌细胞不可逆损伤是心血管疾病治疗面临的重大挑战。虽然人多能干细胞(hPSC)分化的心肌细胞(hPSC-CM)在再生医学中展现出潜力，但分化过程存在纯度不稳定(30-70% cTnT⁺细胞)、批次差异大等瓶颈问题。传统代谢或免疫纯化方法会降低细胞产量，而早期预测分化效率的手段仍不完善。

威斯康星大学麦迪逊分校的Austin K. Feeney团队在《iScience》发表研究，通过阶段性重铺心脏祖细胞并结合冷冻保存技术，建立了高效稳定的分化体系。研究采用流式细胞术评估cTnT⁺纯度，通过MUSCLEMOTION分析收缩功能，结合免疫荧光检测肌节结构和连接蛋白Cx43表达。

Reseeding at the cardiac progenitor stage improves cardiomyocyte purity
研究发现D5/D6阶段ISL1⁺/NKX2-5⁺ CPC以1:2.5面积比重铺后，CM纯度提升20%，且收缩功能和肌节长度(1.6-1.9μm)不受影响。重铺促使MYH7单阳性CM增加20-30%，表明有促成熟作用。

Reseeding early progenitors enhances differentiation
在更早的EOMES⁺中胚层阶段(D2/D3)重铺同样提高纯度，且WTC11细胞系CM数量显著增加。但心脏中胚层阶段(D3/D4)重铺效果不佳，提示阶段特异性。

Cryopreservation maintains progenitor potential
突破性地发现EOMES⁺和ISL1⁺/NKX2-5⁺祖细胞冷冻复苏后仍保持分化能力，纯度提升8-30%。而KDR⁺/PDGFRα⁺ CPC冷冻后效果较差，为细胞库建立提供了关键时间窗口。

Defined extracellular matrix supports differentiation
重铺技术使细胞外基质替换成为可能，纤维连接蛋白(FN)和层粘连蛋白111(LAM1)分别在不同阶段展现出最佳支持效果，为规模化生产提供标准化方案。

该研究建立了可提升hPSC-CM产量与纯度的双轨策略：通过阶段性重铺优化细胞密度微环境，结合冷冻保存实现质量可控的"按需生产"。不仅解决了临床级细胞制备的瓶颈问题，还为研究心脏发育机制提供了新模型。特别值得注意的是，ISL1⁺/NKX2-5⁺ CPC的冷冻保存技术，使得治疗性心脏祖细胞的运输和应用成为可能，为心肌再生治疗铺平了道路。