作者 |十一月人類誘導多能幹細胞的分離和重程式設計以及分化為心肌細胞的進展促進了該實驗平台在心血管疾病中的應用。 因此，在大規模生產人誘導多能幹細胞中，如何保證人誘導多能幹細胞來源的心肌細胞的可追溯性、質量可控性、成本控制是增加平台可用性的重要方面。 近日，英國諾丁漢大學chris denning研究組k**ita raniga（第一作者） incell stem cell，標題為：strengthening cardiac therapy pipelines using human pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes提出統一人類多能幹細胞來源的心肌細胞工作方法
人誘導多能幹細胞**心肌細胞（HIPSC-CM）的分化和成熟有助於探索心臟發生、心血管疾病等的研究。 本意見稿總結了HIPSC-CMS在研究和臨床層面應用的關鍵進展，從而增強了從模型開發到臨床應用的工作流程。 1. 生成高質量的HIPSC-CMS細胞第乙個人類胚胎幹細胞於1998年產生，而第乙個人類誘導多能幹細胞於2008年產生。HIPSC-CM的產生及其分化狀態的控制，為心血管領域前所未有的發展做出了貢獻。 建立了人類化學誘導多能幹細胞（HCIPSC），以利用小分子更靈活地調節細胞命運。 人誘導的多能幹細胞來源的室祖細胞能夠在體外擴增並自組裝成類似於室性心肌的功能。這些模型具有自我更新、儲存祖細胞表型和限制細胞譜系分化的潛力，使其可用於藥物篩選、疾病建模和心臟再生**。 根據特定的遺傳背景或疾病突變，再加上CRISPR-Cas9等基因編輯工具的使用，該平台在闡明心臟遺傳疾病的遺傳學方面具有獨特的優勢。 HIPSC-CMS 現在提供可訪問性、可擴充套件性、質量控制以及相關法律法規。 目前用於商業開發和可用幹細胞庫的細胞系**在 700 美元至 2,000 美元之間。 為了獲得高質量的HIPSC-CMS，需要該細胞系的可追溯性，特別是供體特異性可追溯性。 此外，現有的HIPSC-CMS的高成本和實驗結果的可重複性阻礙了許多機構和公司擴大生產規模。 最後，基於HIPSC的臨床試驗**的資料共享非常有限，因此HIPSC的臨床安全性和有效性並不理想。 在心血管系統**方面，機遇與挑戰並存。 2. 商用HIPSC-CMS細胞在商業HIPSC-CMS細胞方面，FCDI是生產HIPSC（包括心肌細胞）的領導者。 HIPSC-CMS（icell心肌細胞）在體外心律失常檢測中發揮了關鍵作用，該細胞系也被廣泛使用。此外，通過這些案例研究，可以整合 HIPSC 重新程式設計、HIPSC 銀行和質量控制等步驟和規則。 需要注意的主要方面是：1）沒有將重程式設計因子整合到基因組中;2）在規定條件下培養;3）保持基因組的保真度和穩定性;4）匹配供體的SNP STR譜圖;5）多能性相關標誌物的表達;6） 無菌且不含支原體。3. HIPSC-CMS在研究和細胞中的挑戰-**在過去的十年中，HPSCS參與了大量的臨床研究。 截至 2019 年底，HIPSC 或 HESC 已用於 22 種疾病的 54 項研究，並顯著轉向 HIPSC 進行藥物篩選。 HIPSCs的小規模培養足以用於學術研究目的，但是當嘗試大規模生產時，細胞的變異性使得它們無法直接在細胞中使用**。 對於心臟病患者來說，大約需要10億個細胞，因此需要乙個清晰、低成本和高效能的系統來大規模生產用於臨床的HIPSC-CMS。 大規模生產的挑戰之一是表徵起始材料，因為研究表明，不同的 HIPSC-CMS 細胞可以在多種方式上有很大差異，例如在代謝耗氧量方面的效能差異高達 5 倍。另乙個挑戰是HIPSCs細胞型別的大規模生產，這需要開發適當的冷凍儲存和運輸方法。 最後，提供高度的可追溯性，為監管審查和批准提供關鍵的跟蹤記錄。 HIPSC資料庫通常提供特定於供體的資訊，但很難獲得關於重程式設計技術和傳染病監測的證書。 迄今為止，他在人類多能幹細胞登記處（HPSCREG; 只有 10 例 HESC 病例，沒有 HIPSC 被登記。 未能充分追蹤結果將阻礙細胞的評估和轉化。 4. HIPSC-CMS在藥物性心臟毒性中的篩選平台在過去的 20 年中，在使用 HIPSC-CMS 作為藥物引起的心臟毒性篩查平台方面取得了巨大進展。 它用於臨床藥物發現，通常用於 1536 孔板篩選。 該平台可用於研究化合物在細胞中的短期或長期反應，並可用於闡明心臟毒性的機制並檢測心臟毒性的結構和功能表現。 通過開發Cardiomotion等軟體，可以定量和具體地描述136種藥物在心臟收縮反應中的作用5. 體外複雜模型的開發為了提高生理相關性，需要進一步開發和優化 2D 單一栽培模型，以增加這些模型轉化的可能性。 目前，各種細胞組合，如HIPSC-CMS，正被用於製造3D組織或“心臟晶元”模型。這些方法正在取代原代細胞方法，可以通過將HIPSC-CMS與免疫細胞等共培養以形成合胞體來提高HIPSC-CMS的成熟度。 需要進一步解決的是提高該技術在大規模篩選和應用中的通量。 
圖1 HIPSC-CMS的研究進展綜上所述，本文總結了目前HIPSC-CMS的研究和臨床應用，並闡明了細胞規模化生產等方面遇到的挑戰，這將有助於HIPSC-CMS的進一步標準化和規模化生產，以及再生幹細胞的優化。 原文鏈結：
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