近日，Cell Research杂志在线发表了健康科学研究所杨黄恬研究组题为“Highly efficient induction and long-term self-renewal of multipotent cardiovascular progenitors from human pluripotent stem cells under defined conditions”的研究论文，报道了从人类多能干细胞（human pluripotent stem cells, hPSCs），包括人胚胎干细胞和人诱导多能干细胞（iPSCs），高效获得多能心血管前体细胞的新突破。
hPSCs分化得到的多能心血管前体细胞（cardiovascular progenitor cells, CVPCs）对于药物筛选、心肌再生及其心脏疾病与心脏早期发育生物学的研究均具有重要意义。然而，如何在无滋养层细胞、无血清条件下采用简单的方法从hPSCs获得质量可控、高度富集的CVPCs以满足基础研究和医学转化的需求是一未解决的难题。此外，人们对CVPCs的自我更新与分化机制仍知之甚少，目前还没有方法在体外长期维持CVPCs的自我更新并保持其分化潜能。
博士研究生曹楠和梁贺等发现在培养基成分明确的条件下联合加入BMP4 (bone morphogenetic protein 4)，ascorbic acid和glycogen synthase kinase-3 （GSK3)抑制剂CHIR99021(CHIR)可以高效地将未分化的hPSCs转换成表达人多能心血管前体细胞标志物MESP1、MEF2C、ISL1和SSEA1的CVPCs。并且通过对多个信号通路的系列筛选优化，发现上述诱导获得的CVPCs可在含有GSK3抑制剂CHIR，BMP抑制剂dorsomorphin，以及Activin/Nodal抑制剂A83-01的培养基中长期稳定地自我更新并保持多能心血管前体细胞特征。此外，在体畸胎瘤实验发现无论是新鲜转化的还是长期扩增后的CVPCs都不具有成瘤性，而对照的hPSCs均具有高度的成瘤性。在不同谱系分化条件下，新鲜转化的或是长期扩增后的CVPCs均具有向三个主要心血管谱系高效分化的能力，CVPCs诱导后可生成约80%-90%多的心肌细胞、平滑肌细胞和内皮细胞。该研究建立的系统为揭示人类心血管谱系特化过程中的分子机制和探讨心脏疾病的发生机制提供了独特的模型，并可为药物测试与开发以及心脏细胞替代疗法提供重要的无成瘤性的细胞来源。
该项研究得到了来自中国科学院战略性先导科技专项、国家科技部、国家自然科学基金委等项目的资助。
