在熱敏感智能生醫材料上有效分化人類多能性幹細胞成為心肌細胞(2/3)

幹細胞，尤其是人類誘導多能幹細胞(hiPSC)和人類胚胎幹細胞(hESC)是再生醫學最具有潛力的細胞來源，這些幹細胞已用於臨床試驗和使用，儘管成體幹細胞如骨髓幹細胞，臍帶血幹細胞和脂肪幹細胞更常用於治療包括移植物抗宿主病在內的多種疾病。人類多能幹細胞hPSCs（hESCs和hiPSCs）應用於臨床的難點之一是難以分化出高純度的成體幹細胞。研究指出，已知細胞培養生物材料的物理和生化因子會影響幹細胞分化，目前，猶未可知何種分子、物理和生物學設計的細胞培養生物材料更適合將 hPSC 分化和純化為特定的細胞譜系，如心臟祖細胞和心肌細胞。因此，開發複雜的智能生物材料，優化 hPSC 分化和分類為心肌細胞和心臟祖細胞，對於未來的幹細胞療法非常重要。在這項研究中，我們將開發最佳的細胞培養智能生物材料，用於在無異源條件下將 hPSC 分化和分類為心臟祖細胞和心肌細胞。本研究重點目標（i）最佳的智能生物材料可將人類多能幹細胞分化及分選心肌祖細胞和心肌細胞，及（ii）最佳奈米段或細胞外基質(ECM)固定在熱敏性聚合物可用於人類多能幹細胞的培養和心臟祖細胞和心肌細胞的分化與分選。原創性在物理特性(含智能生物材料，可通過降低溫度來分離特定細胞)和生物特性(選擇特定的細胞外基質或其衍生的寡肽來辨識細胞)來進行幹細胞的培養，分化和分選。以聚N-異丙基丙烯酰胺(PNIPAAM)熱敏共聚物並固定胞外基質和寡肽做為為智能細胞培養生物材料，培養、分化及分選心臟祖細胞和心肌細胞。將評估心肌細胞分化的效率，並篩選出能特異性分化和分選為心臟祖細胞和心肌細胞的最佳細胞培養智能生物材料。我們正在與印度巴拉斯高等教育與研究所(Bharath Institute of Higher Education and Research) 的 Suresh Kumar Subbiah 教授和 Remya Rajan Renuka 教授進行這項合作。我們用於幹細胞培養、分化和分選的智能生物材料開發的獨創性在於物理因子(熱敏性聚合物固定化培養皿通過降低培養基溫度分離特定細胞)和生物學因子(特定細胞外基質的選擇(ECM)或 ECM 衍生的寡肽，用於辨識心臟祖細胞和心肌細胞)。我們正在開發固定化熱敏性聚合物(PNIPAAM共聚物)的細胞培養智能生物材料，並進一步固定ECM或ECM衍生的寡肽，這項研究將適用於幹細胞培養、分化、分選成心臟祖細胞和心肌細胞等未來臨床應用。我們正在根據結果評估人類多能性幹細胞向心肌細胞分化的效率和純度，並探討可用於將人類多能性幹細胞進行特異性分化和分選為心臟祖細胞和心肌細胞的最佳細胞培養智能生物材料。