既往研究显示不同种属及多种类型的干细胞以某种方式干预可获得心肌样细胞，包括心室、心房和窦房结样细胞。众多研究更专注于获取心室肌样细胞，以改善心肌梗死后心脏功能。获取起搏细胞或结样细胞以构建生物起搏或研究新型抗心律失常药物等逐渐成为研究热点。本研究旨在综述干预胚胎干细胞、成人间充质干细胞和诱导多能干细胞获取生物起搏细胞的方法及展望未来研究的方向。

目的:探讨艾司洛尔对人诱导多能干细胞来源心肌细胞(hiPSC-CM)自发动作电位的影响。方法:选择培养60 d的hiPSC-CM，提取单个心肌细胞，应用膜片钳技术建立全细胞记录模式。采用动作电位细胞外液或起搏电流细胞外液将艾司洛尔稀释至100 μmol/L，灌流速度3 ml/min，灌流量10 ml。分别于给药前(T 0)、给药后5 min(T 1)和冲洗后5 min(T 2)时记录自发动作电位的频率、静息电位、阈电位、振幅、90%复极时间、超极化电位、超极化后复极时间和起搏电流。 结果:与T 0时比较，T 1时hiPSC-CM自发动作电位的频率升高，振幅和超极化电位降低，90%复极时间和超极化后复极时间缩短( P<0.05)，hiPSC-CM起搏电流-钳制电压曲线无明显移位( P>0.05)。与T 1时比较，T 2时hiPSC-CM自发动作电位的频率降低，振幅和超极化电位升高，90%复极时间和超极化后复极时间延长( P<0.05)，hiPSC-CM起搏电流-钳制电压曲线无明显移位( P>0.05)。不同时点hiPSC-CM自发动作电位的静息电位和阈电位比较差异无统计学意义( P>0.05)。 结论:艾司洛尔可增加hiPSC-CM的自发动作电位节律，其机制可能与起搏电流无关。

目的:观察猪大网膜来源的细胞外基质（ECM）水凝胶与人源诱导多能干细胞分化的心肌细胞（hiPSC-CM）的生物相容性及其作为细胞移植递送载体的可行性。方法:通过化学、物理和酶解的系列方法对猪大网膜组织进行脱细胞处理，然后将提取的ECM制备成可注射性温敏水凝胶，通过组织学染色鉴定其生化成分，用扫描电镜观察其显微表观结构，并向小鼠心肌内注射水凝胶观察其原位凝胶形成能力。采用小分子诱导法将人源诱导性多能干细胞定向分化成心肌细胞，随后将获得的hiPSC-CM分组培养，接种在水凝胶上共培养的为凝胶组，常规培养的为对照组，通过活/死细胞染色、CCK-8和鬼笔环肽染色检测心肌细胞存活状况和生长形态，采用心肌细胞标志物免疫荧光染色及Western blot法分析心肌细胞生存数量和表型维持情况。结果:苏木素-伊红染色、油红O染色和DAPI荧光染色结果显示制备的大网膜ECM水凝胶中无明显的细胞碎片、细胞核和脂质残留，天狼猩红和阿利新蓝染色显示该水凝胶保留了ECM的主要成分胶原蛋白和糖胺聚糖。所制备的水凝胶在4 ℃条件下表现为黏性液体，在37 ℃条件下呈凝胶态。扫描电镜结果显示该水凝胶的微观结构由不规则的纤维和大小不一的孔隙组成。在超声引导下可顺利将制备的ECM水凝胶注射到小鼠心肌内，注射后即刻超声下可见高回声信号，提示水凝胶在心肌内滞留，并通过后续的心肌组织苏木素-伊红染色发现注射区有团状凝胶的存在。活/死细胞染色结果显示凝胶组和对照组的hiPSC-CM均大多数存活，很少有死细胞，CCK-8实验结果显示两组吸光度值差异无统计学意义（ P>0.05）。鬼笔环肽染色结果显示hiPSC-CM可以在与ECM水凝胶共培养时正常伸展，凝胶组与对照组细胞形态相似，且两组的每细胞F-肌动蛋白覆盖面积差异无统计学意义（ P>0.05）。心肌细胞标志物免疫荧光染色结果显示，凝胶组与对照组每视野α-心肌肌动蛋白（α-actinin）和连接蛋白-43（Cx-43）的覆盖面积差异均无统计学意义（ P均>0.05），DAPI染色的定量结果显示，两组细胞数量差异无统计学意义（ P>0.05），同时Western blot结果显示凝胶组细胞的α-actinin和Cx-43蛋白表达水平与对照组比较差异均无统计学意义（ P均>0.05）。 结论:该研究成功制备了猪大网膜来源的ECM水凝胶，其与hiPSC-CM的生物相容性良好，无明显细胞毒性，能够支持hiPSC-CM的体外生存并维持其表型，是一种具有潜在应用前景的可注射性心脏组织工程材料。

目的:以人诱导多能干细胞来源心肌细胞（hiPSC-CMs）为模型，结合实时细胞分析（RTCA）技术建立并验证体外药物心脏毒性评估系统。方法:选用不同浓度的胺碘酮、维拉帕米及多柔比星（阿霉素），分别与商业化来源的hiPSC-CMs孵育，利用RTCA系统实时观察药物作用时及洗脱后不同时间段hiPSC-CMs自主搏动（搏动频率和幅度）、细胞指数及校正的场电位时限（FPDc）变化。结果:1 μmol/L胺碘酮作用12 h后，hiPSC-CMs大部分搏动振幅被抑制；10 μmol/L浓度胺碘酮作用48 h使细胞指数下降12.22%（ P<0.05），自主搏动抑制（ P<0.001），药物洗脱后未见自主搏动恢复。与对照组相比，100 nmol/L维拉帕米作用12 h使搏动振幅下降47.38%（1.05±0.08对0.55±0.13， P<0.001），FPDc缩短33.33%（ P<0.05），在药物洗脱后该组搏动振幅、FPDc恢复；而10 μmol/L维拉帕米作用12 h后搏动振幅完全被抑制，细胞指数下降9.60%（ P<0.01），药物洗脱后未见恢复。多柔比星10 nmol/L、100 nmol/L组对各细胞参数无影响，而10 μmol/L组作用12 h后细胞指数下降35.87%（ P<0.001），自主搏动、FPDc受到抑制（ P<0.001），洗脱后自主搏动未恢复。 结论:以hiPSC-CMs为模型，结合RTCA技术可在体外有效评估不同药物的药理学及毒性，为后续药物早期心脏药理学研究提供方法学参考和理论依据。

目的:探究丹酚酸B对心肌缺血再灌注损伤(MIRI)的作用及其可能的作用机制.方法:本实验选用人诱导多功能干细胞来源的心肌细胞(hiPSC-CMs),通过缺氧6 h复氧24 h建立心肌损伤模型,选取丹酚酸B(7.5、15、30、60和120 μg/mL)5个剂量研究其对hiPSC-CMs及hiPSC-CMs心肌损伤模型阻抗与场电位的影响.后进行动物实验,分为假手术组,心肌缺血再灌注模型组,丹酚酸B低(15 mg/kg)、中(30 mg/kg)、高(60 mg/kg)剂量组,阳性对照普萘洛尔(2.5 mg/kg)组,灌胃给药4 d后,进行冠状动脉左前降支结扎手术(缺血30 min,再灌注24 h)建立大鼠MIRI模型,采用TTC染色法观察大鼠心脏缺血区域面积;HE染色法观察大鼠心肌结构病理形态;全自动生化分析仪测定血清中心肌酶活性探究丹酚酸B用药在MIRI中的作用;使用试剂盒检测丹酚酸B在MIRI过程中可能存在的抗氧化机制.结果:丹酚酸B有增强hiPSC-CMs收缩力,减轻心肌损伤,改善场电位功能的作用.并且可以有效减少MIRI模型大鼠的心肌缺血面积,改善心肌结构损伤,降低心肌酶活性.此外,还能够降低MIRI大鼠血清中丙二醛(MDA)含量,提升超氧化物歧化酶(SOD)活性和还原型谷胱甘肽(GSH)活性,在改善心肌损伤的过程中发挥抗氧化作用.结论:丹酚酸B可以有效降低MIRI,并发挥着改善心肌细胞生理功能,保护心脏的作用.其作用机制可能与降低血清MDA水平、提高SOD和GSH活性有关.

心血管前体细胞（CPCs）是指在胚胎发育过程或成体组织中存在的一类能够定向分化为心肌细胞（CMs）、内皮细胞（ECs）和血管平滑肌细胞（VSMCs）等具有特定分化潜能的前体细胞。应用多能干细胞（PSCs）定向诱导分化技术亦可在体外直接获得CPCs。CPCs不仅可为研究心血管细胞分化的分子机制提供细胞模型，而且还可以为其在再生医学研究及应用中提供大量的种子细胞来源。然而，人们对CPCs的诱导，自我更新及分化的调控机制仍知之甚少，因此，只有较全面地认识CPCs的各种生物学特性，才能在科研和临床中充分利用它们。本综述将重点阐述PSCs来源的CPCs的各种标志物及其诱导、增殖和定向分化为心血管细胞的相关信号调控机制及其在心血管疾病治疗应用中的最新进展，以期深入了解CPCs的生物学特性并为其在心血管再生医学中的应用提供理论基础。

心血管疾病(CVD)是全球第一大致死疾病,各种CVD的临床终末阶段为心力衰竭.心脏移植是无禁忌证晚期心力衰竭患者的首选治疗方法[1].然而,心脏移植面临着供者不足、免疫排斥等诸多困难.人诱导多能干细胞(hiPSC)的出现为再生医学提供了可能,且避免了胚胎干细胞(ESC)引起的伦理问题,因而受到广泛关注.

背景:遗传性心脏病具有较高的患病率及死亡率,至今其发病机制仍未阐明.尽管部分遗传性心脏病已经建立了相应的动物模型,为研究遗传性心脏病的发病机制提供了一定的基础,但是由于物种间的差异等原因显著降低了这些研究结果的价值,因此,需要全新的模型来探索其发生发展过程.目的:综述了目前诱导多能干细胞在构建多种遗传性心脏病模型中的作用和潜在的应用前景.方法:第一作者于2023年1-3月期间应用计算机在PubMed数据库中检索近13年的相关文献,以"induced pluripotent stem cell,inherited heart disease,congenital heart disease"等为检索词,最终纳入76篇文献进行分析.结果与结论:自2007年诱导多能干细胞从人体体细胞中诱导建立以来,已有许多针对疾病特异性诱导多能干细胞的研究报道.由于疾病特异性诱导多能干细胞能够再现疾病表型,因此有望成为体外疾病建模的一种新研究工具,用于分析发病机制和研制辅助药物.在心血管遗传性疾病的研究方面,从患者特异性诱导多能干细胞分化得到的心肌细胞中含有参与心脏发育异常相关的基因突变,因此,其可作为一种全新的工具研究遗传性心脏病的潜在机制.到目前为止,诱导多能干细胞来源心肌细胞已被广泛用于多种遗传性心脏疾病的分子机制研究,如心脏电生理性疾病、心肌病以及一些综合征性遗传性心脏疾病.

背景:心肌补片是一种修复损伤心肌的有效方式,但目前使用哪种细胞制作心肌补片和如何使心肌补片在体内发挥最大的治疗效果还存在争议.目的:通过综述心肌补片的细胞来源和完善心肌补片的策略来寻找出制作心肌补片的最佳方法.方法:由第一作者应用计算机以"cell sheet,cell patch,cardiomyocytes,cardia progenitor cells,fibroblasts,embryonic stem cell,mesenchymal stem cells"等为英文检索词检索PubMed和Web of Science数据库;以"心肌补片,生物3D打印,心肌"为中文检索词检索中国知网和万方数据库,经过入组筛选后,最终纳入94篇文献进入结果分析.结果与结论:①心肌补片的细胞来源主要分为3类:分别是体细胞、单能干细胞和多能干细胞.心肌补片的细胞来源丰富,但是并不是所有的细胞都适合制作心肌补片,例如,成纤维细胞和骨骼肌母细胞制成的心肌补片会有致心律失常的风险,间充质干细胞在体内的作用时间短并且存在伦理方面的问题.随着诱导式多功能干细胞的发现,为制作心肌补片提供了一个可靠的细胞来源.②心肌补片的制作方法有两种:一种是使用细胞片技术,另一种是使用生物3D打印技术.细胞片技术可完整保留细胞外基质成分,可以最大程度地模拟细胞在体内的生长循环,但是想要通过细胞片技术获得具有三维结构的心肌补片还存在困难.而生物3D打印技术可以通过计算机个性化设计获得具有三维结构的心肌补片.③完善心肌补片的策略主要包括:多种细胞共同培养后制作成心肌补片、改进生物3D打印技术中的墨水配方和支架成分、提高心肌补片的治疗效果、抑制移植后的免疫排斥反应和完善干细胞的分化培养方案.④目前还没有制作心肌补片的最佳细胞来源和制作方法,单靠某一种细胞或者某一种技术所获得的心肌补片常无法达到预期的治疗效果,因此研究者们在制作心肌补片之前需要根据预期的治疗效果来选择合适的策略制作心肌补片.

目的:建立致心律失常性右室心肌病(ARVC)患者特异性的诱导性多能干细胞(iPSCs),为研究ARVC发病机制提供研究模型.方法:培养来源于ARVC患者皮肤成纤维细胞,并进行突变位点测序鉴定.通过仙台病毒转导入外源性多能转录因子,将ARVC患者皮肤细胞诱导为iPSCs,结合免疫荧光法,实时荧光定量PCR,以及体内外三胚层形成实验对iPS细胞全能型进行鉴定.通过调控Wnt信号通路诱导iPS细胞定向分化为心肌细胞.结果:ARVC患者来源的iPSCs显示碱性磷酸酶阳性,多能性相关基因高表达,胚胎干细胞标志物Oct4,SSEA4,TRA-1-81阳性.体外悬浮培养形成的拟胚体以及体内畸胎瘤形成实验均显示ARVC-iPSCs具有向3个胚层分化能力.经过体外心肌定向,ARVC-iPSC可诱导产生自主节律性搏动细胞团,免疫荧光显示cTnT阳性.结论:本研究使用仙台病毒,建立了无插入型ARVC患者特异的诱导性多能干细胞系,该细胞系具有多能分化特性,并可定向分化为心肌细胞,为研究ARVC的致病因素和药物筛选提供宝贵的实验模型.