剛硬基質促進胚胎干細胞分化為心肌細胞

　　在一項新的研究中,加州大學洛杉磯分校研究人員發現用于在體外培養心肌細胞的物理基質（physical matrix）的彈性可能是心臟組織工程取得成功的關鍵.相關研究結果于2013年3月21日在線發表在Science and Technology of Advanced Materials期刊上,論文標題為"Rigid microenvironments promote cardiac differentiation of mouse and human embryonic stem cells".

　　成年人心肌是人體內zui為不容易再生的組織.但是胚胎心肌細胞（embryonic cardiomyocyte）能夠增殖,而且胚胎干細胞（embryonic stem cells, ESCs）能夠被用來無限制地產生新的心臟組織.

　　在這項新的研究中,加州大學洛杉磯分校研究人員發現用于在體外培養心肌細胞的物理基質可能是心臟組織工程研究取得成功的關鍵.他們發現堅硬的基質不僅能夠改善現存的心肌細胞功能（就像科學家們之前發現的那樣）,而且也促進胚胎干細胞產生心肌細胞.因此,操縱用來培養干細胞的基質的硬度可能能夠產生新的心肌組織.

　　活的生物體內存在著一種被稱作間充質干細胞（mesenchymal stem cells, MSCs）的成體干細胞.當在體外培養時,這種成體干細胞對不同基質材料的彈性極其敏感.比如,柔軟的模擬大腦組織的培養基質促進MSCs分化為神經元,而類似于骨組織的堅硬基質促進MSCs分化為骨細胞.

　　在這項研究中,研究人員利用基于硅膠的硬度可發生變化的有機聚合物基質來培養小鼠ESCs和人ESCs,并研究了基質彈性在心肌發育中的作用.他們發現剛硬的基質促進ESCs產生更多的心肌細胞.此外,當起源自ESCs的心肌細胞與從發育中的胚胎內收集的心肌細胞一起培養時,它們在功能上成熟,并且發生同步跳動.

　　研究人員建議進一步研究生物物理信號如何決定著ESCs的命運,以便改進用于再生醫學的心臟組織培養方法.