用于心血管研究的人体细胞

波恩研究人员建立了从干细胞生成内皮细胞用于心血管研究的高效且成本效益高的方法：（从左至右）沃尔克·布斯坎普教授、克里蒂卡·夏尔马和第一作者莎拉·里克博士。© 波恩大学医院 (UKB) / 罗尔夫·米勒    以下载所有原始尺寸的图片在提及指定图片作者的情况下，与服务相关的印象是免费的。    

内皮细胞排列在血管内部。它们在人体中执行多种任务，如调节血压和血液凝固。它们还在心血管系统疾病的发展中发挥作用。研究这些疾病在人体外（“体外”）的基础需要人类内皮细胞。“人类诱导多能干细胞 (hiPSCs) 是这方面的一个有前途的方法。由于它们尚未分化为特定类型的组织，因此它们有可能分化为许多不同类型的细胞——包括内皮细胞，”共同通讯作者兼资深作者、波恩大学医院生理学I所所长、卓越集群ImmunoSensation2和波恩大学跨学科研究领域 (TRA)“生命与健康”成员伯恩德·K·弗莱施曼教授说道。

过去已经开发了将hiPSCs分化为内皮细胞的各种策略。迄今为止最高效的方法之一是基于使用不同的生长因子与纯化步骤相结合，以富集成功生成的内皮细胞。在另一种方法中，特异性激活所谓的转录因子以控制hiPSCs向内皮细胞的转化。最近，由波士顿（美国）哈佛医学院的乔治·丘奇和波恩大学医院的沃尔克·布斯坎普领导的一个国际研究团队确定了转录因子“ETS变异转录因子2”（简称ETV2）是这一过程中的重要驱动因素。此外，该团队开发了一种hiPSC系，其中可以通过添加抗生素多西环素特异性激活转录因子ETV2。这种特定的干细胞类型被称为“PGP1 ETV2 iso2”。

快速、成本效益高且可重复生成人类内皮细胞的途径

生理学I研究所莎拉·里克博士的研究小组与波恩大学医院眼科诊所沃尔克·布斯坎普教授团队的克里蒂卡·夏尔马一起改进了PGP1-ETV2-iso2系（ETV2方案）的分化方案，并将其与使用生长因子的策略进行了比较。“我们能够证明，我们改进的ETV2方案比使用生长因子的方案更高效且成本效益更高，”共同通讯作者兼第一作者莎拉·里克博士说道，她还在波恩大学进行研究。这是因为该方案能更快地产出内皮细胞，培养基所需的添加剂更少，且无需额外的纯化步骤。此外，该过程高度可重复，并且可以轻松转移到其他hiPSC系。由此产生的细胞不受其他细胞类型的污染，并且在较长的培养期间内保持稳定。它们产生内皮细胞特有的蛋白质，并表现出内皮细胞的典型功能特性。通过修改分化方案，还可以优先获得具有动脉或静脉特性的内皮细胞。

尽管它们与使用生长因子方案的分化内皮细胞相似，但有证据表明，ETV2方案的内皮细胞成熟度略高。“然而，与来自脐静脉的人类内皮细胞相比，这两种类型的hiPSC衍生内皮细胞均未完全发育，这可能是由于缺乏外部影响，如缺乏血流，”共同作者布斯坎普教授说道，他是波恩大学医院“神经退行性视网膜疾病”研究小组的负责人，也是卓越集群ImmunoSensation2和波恩大学跨学科研究领域 (TRA)“生命与健康”的成员。

对于未来，波恩的研究人员假设，PGP1 ETV2 iso2细胞系及其产生的内皮细胞将用于在细胞培养皿中模拟和研究人类血管系统疾病，这些疾病的内皮细胞参与其中。这一科学问题正在由德国研究基金会（DFG）跨地区合作研究中心（Transregio，TRR）259“主动脉疾病”项目C01中的里克（Rieck）博士和弗莱施曼（Fleischmann）教授进行研究。内皮细胞还可用于类器官研究，以开发出具有血管系统的类器官。“除此之外，我们还对哪种培养方法可以提高内皮细胞分化后的‘成熟度’感兴趣，从而使它们的特征更接近成年内皮细胞，”里克博士说道。