作者 |十一月人类诱导多能干细胞的分离和重编程以及分化为心肌细胞的进展促进了该实验平台在心血管疾病中的应用。 因此，在大规模生产人诱导多能干细胞中，如何保证人诱导多能干细胞来源的心肌细胞的可追溯性、质量可控性、成本控制是增加平台可用性的重要方面。 近日，英国诺丁汉大学chris denning研究组k**ita raniga（第一作者） incell stem cell，标题为：strengthening cardiac therapy pipelines using human pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes提出统一人类多能干细胞来源的心肌细胞工作方法
人诱导多能干细胞**心肌细胞（HIPSC-CM）的分化和成熟有助于探索心脏发生、心血管疾病等的研究。 本意见稿总结了HIPSC-CMS在研究和临床层面应用的关键进展，从而增强了从模型开发到临床应用的工作流程。 1. 生成高质量的HIPSC-CMS细胞第一个人类胚胎干细胞于1998年产生，而第一个人类诱导多能干细胞于2008年产生。HIPSC-CM的产生及其分化状态的控制，为心血管领域前所未有的发展做出了贡献。 建立了人类化学诱导多能干细胞（HCIPSC），以利用小分子更灵活地调节细胞命运。 人诱导的多能干细胞来源的室祖细胞能够在体外扩增并自组装成类似于室性心肌的功能。这些模型具有自我更新、保存祖细胞表型和限制细胞谱系分化的潜力，使其可用于药物筛选、疾病建模和心脏再生**。 根据特定的遗传背景或疾病突变，再加上CRISPR-Cas9等基因编辑工具的使用，该平台在阐明心脏遗传疾病的遗传学方面具有独特的优势。 HIPSC-CMS 现在提供可访问性、可扩展性、质量控制以及相关法律法规。 目前用于商业开发和可用干细胞库的细胞系**在 700 美元至 2,000 美元之间。 为了获得高质量的HIPSC-CMS，需要该细胞系的可追溯性，特别是供体特异性可追溯性。 此外，现有的HIPSC-CMS的高成本和实验结果的可重复性阻碍了许多机构和公司扩大生产规模。 最后，基于HIPSC的临床试验**的数据共享非常有限，因此HIPSC的临床安全性和有效性并不理想。 在心血管系统**方面，机遇与挑战并存。 2. 商用HIPSC-CMS细胞在商业HIPSC-CMS细胞方面，FCDI是生产HIPSC（包括心肌细胞）的领导者。 HIPSC-CMS（icell心肌细胞）在体外心律失常检测中发挥了关键作用，该细胞系也被广泛使用。此外，通过这些案例研究，可以整合 HIPSC 重新编程、HIPSC 银行和质量控制等步骤和规则。 需要注意的主要方面是：1）没有将重编程因子整合到基因组中;2）在规定条件下培养;3）保持基因组的保真度和稳定性;4）匹配供体的SNP STR谱图;5）多能性相关标志物的表达;6） 无菌且不含支原体。3. HIPSC-CMS在研究和细胞中的挑战-**在过去的十年中，HPSCS参与了大量的临床研究。 截至 2019 年底，HIPSC 或 HESC 已用于 22 种疾病的 54 项研究，并显着转向 HIPSC 进行药物筛选。 HIPSCs的小规模培养足以用于学术研究目的，但是当尝试大规模生产时，细胞的变异性使得它们无法直接在细胞中使用**。 对于心脏病患者来说，大约需要10亿个细胞，因此需要一个清晰、低成本和高性能的系统来大规模生产用于临床的HIPSC-CMS。 大规模生产的挑战之一是表征起始材料，因为研究表明，不同的 HIPSC-CMS 细胞可以在多种方式上有很大差异，例如在代谢耗氧量方面的性能差异高达 5 倍。另一个挑战是HIPSCs细胞类型的大规模生产，这需要开发适当的冷冻保存和运输方法。 最后，提供高度的可追溯性，为监管审查和批准提供关键的跟踪记录。 HIPSC资料库通常提供特定于供体的信息，但很难获得关于重编程技术和传染病监测的证书。 迄今为止，他在人类多能干细胞登记处（HPSCREG; 只有 10 例 HESC 病例，没有 HIPSC 被登记。 未能充分追踪结果将阻碍细胞的评估和转化。 4. HIPSC-CMS在药物性心脏毒性中的筛选平台在过去的 20 年中，在使用 HIPSC-CMS 作为药物引起的心脏毒性筛查平台方面取得了巨大进展。 它用于临床药物发现，通常用于 1536 孔板筛选。 该平台可用于研究化合物在细胞中的短期或长期反应，并可用于阐明心脏毒性的机制并检测心脏毒性的结构和功能表现。 通过开发Cardiomotion等软件，可以定量和具体地描述136种药物在心脏收缩反应中的作用5. 体外复杂模型的开发为了提高生理相关性，需要进一步开发和优化 2D 单一栽培模型，以增加这些模型转化的可能性。 目前，各种细胞组合，如HIPSC-CMS，正被用于制造3D组织或“心脏芯片”模型。这些方法正在取代原代细胞方法，可以通过将HIPSC-CMS与免疫细胞等共培养以形成合胞体来提高HIPSC-CMS的成熟度。 需要进一步解决的是提高该技术在大规模筛选和应用中的通量。 
图1 HIPSC-CMS的研究进展综上所述，本文总结了目前HIPSC-CMS的研究和临床应用，并阐明了细胞规模化生产等方面遇到的挑战，这将有助于HIPSC-CMS的进一步标准化和规模化生产，以及再生干细胞的优化。 原文链接：
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