科学家获得了表达心肌特异性基因和蛋白质的干细胞。这些细胞展现出类似心脏的规律节律性收缩，证实它们是功能性的心肌细胞。图片来源：大阪市立大学
在研究中，诱导多能干细胞(iPS)是从皮肤、尿液或血液样本中提取并培育成研究人员希望研究的其他细胞（如心脏组织）的。由于某些犬类和人类疾病的相似性，犬源iPS细胞在再生医学和药物发现方面具有潜在应用价值。
iPS细胞研究具有挑战性，因为这些细胞对培养条件极为敏感。在它们发育成其他细胞之前，iPS细胞处于未分化状态。在此阶段，细胞在提供必需营养、生长因子和信号分子的培养基中生长。
然而，优化这些成分十分棘手，导致许多细胞无法维持其多能性（即成为任何细胞类型的能力）或以不良方式分化。因此，培养基常常限制研究人员所能取得的成果。
由大阪市立大学(Shingo Hatoya)波多野真吾教授领导的国际团队开发了一种新型培养基——AR培养基，它能将犬源iPS细胞转化为心肌细胞——即收缩心脏的肌肉细胞。该研究发表在《干细胞报告》(Stem Cell Reports)期刊上。
使用AR培养基，研究人员创建了未分化状态下增殖所需的特定条件。随后，他们建立了适合未分化iPS细胞向心脏组织分化的培养条件。结果是获得了仅在心肌细胞中发现的基因和蛋白质表达的细胞。
研究人员还观察到类似心跳的节律性收缩；这是判断细胞是否为功能性心肌细胞的黄金标准。这些细胞远非仅与心肌细胞相似，而是在功能上与心肌细胞完全相同。这将使它们可用于在临床试验前测试新化合物如何影响心律、收缩力和安全性，并评估药物的有效性和安全性。
"我们的研究有助于治疗方法的开发，并可能在人类和犬类共有的遗传异常的临床前研究中发挥重要作用，这些异常涉及类似的遗传通路，如扩张型心肌病，"波多野教授表示。
"利用犬源干细胞的研究有望加速人类再生医学和遗传疾病治疗的发展。"
AR培养基还可能使研究人员将iPS细胞分化为心肌细胞以外的其他细胞类型。波多野教授对这些可能性感到兴奋。"使用这种培养基将扩大iPS细胞在再生医学中的潜在应用，并使研究人员能够探究治疗难治性疾病（包括从心脏病、肝病到神经系统疾病）的分子。"
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