自這一發(fā)現(xiàn)以來，研究人員反復(fù)證明了誘導(dǎo)多能干 (iPS) 細(xì)胞產(chǎn)生的分化細(xì)胞和組織的潛在醫(yī)學(xué)應(yīng)用。然而，現(xiàn)實(shí)世界醫(yī)學(xué)應(yīng)用的一個重大障礙與用于培養(yǎng)和誘導(dǎo) iPS 細(xì)胞分化的細(xì)胞類型的基質(zhì)有關(guān)。
特別是，雖然已經(jīng)報道了從 iPS 細(xì)胞生成肌細(xì)胞和肌肉干細(xì)胞 (MuSC) 的分化方案，但它們的效率仍然相對較低，并且需要使用一種流行的動物源性基質(zhì)(稱為基質(zhì)膠)。
展望未來，需要更有效的誘導(dǎo)方案并轉(zhuǎn)向能夠確保成本效益、可重復(fù)性和安全性的無異源(不含動物源性產(chǎn)品)基質(zhì)。
為此，來自日本的一個合作團(tuán)隊結(jié)合了他們的專業(yè)知識，設(shè)計并驗證了一種新的重組細(xì)胞外基質(zhì)蛋白，稱為新一代層粘連蛋白片段(NGLF)，用于將 iPS 細(xì)胞分化為肌肉細(xì)胞譜系。
該研究結(jié)果于 2024 年 4 月 29 日發(fā)表在《Advanced Science》上。
先前的研究已將重組層粘連蛋白 E8 (LM-E8) 片段確定為 iPS 細(xì)胞培養(yǎng)的最小底物，但它們不支持肌原性分化。為了鑒定能夠支持 iPS 細(xì)胞生成肌細(xì)胞和 MuSC 的 LM-E8 變體，研究小組測試了具有不同成分的各種層粘連蛋白，但發(fā)現(xiàn)它們僅支持極低水平的肌原性分化。
研究人員推斷，基底膜蛋白聚糖是一種多功能硫酸乙酰肝素蛋白聚糖 (HSPG) 核心，在基質(zhì)膠中具有多個硫酸乙酰肝素鏈，可能對其支持最佳 iPS 細(xì)胞維持和分化所需的各種分子相互作用的能力至關(guān)重要，因此設(shè)計了一種附著在 LM-E8 上的 LM-E8 載體。至具有三個 HS 鏈的基底膜蛋白結(jié)構(gòu)域 1 (D1-HS)。
研究人員通過將這種修飾附加到 LM-E8 變體的 C 末端，觀察到肌源分化的顯著改善。特別是，p421亞型表現(xiàn)出最好的改進(jìn)，甚至比Matrigel還要好，因此研究人員專注于使用這種亞型來生成肌細(xì)胞和MuSC。
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