人類多能干細胞(hPS)具有分化成人體多種細胞組織的潛能,，長期以來干細胞科學家們開展廣泛的研究致力于推動其在脊髓損傷、帕金森氏病,、燒傷,、心臟病、糖尿病,、關節(jié)炎和其他疾病的臨床應用。目前干細胞技術飛速發(fā)展,，取得了日新月異的研究成果,。科學家已經能夠從多種組織分離干細胞,，也可將成人體細胞誘導為多能干細胞,。但是，脫離了體內微環(huán)境的大部分人類多能干細胞包括人類胚胎干細胞和人類誘導多能干細胞當其作為單個細胞在體外培養(yǎng)條件下生長時很容易發(fā)生凋亡，從而不利于開展研究工作,。因此,，抑制干細胞的凋亡對干細胞研究具有重要意義。
加州大學河濱分校的研究人員證實一種自然存在于人類多能干細胞中的分子馬達"nonmuscle myosin II" (NMII)可對多個細胞功能起調控作用,。當人類多能干細胞分散成單細胞時,，NMII啟動細胞發(fā)生凋亡。雖然NMII發(fā)揮作用的機制尚不清楚,，研究人員一致認為NMII是通過誘導細胞主要內在成分發(fā)生收縮而最終導致細胞凋亡
為了終止細胞凋亡,，研究人員使用了一種化學合成化合物blebbistatin處理人類多能干細胞，證實blebbistatin可通過抑制NMII促進細胞存活,。（blebbistatin是一種可從多家公司購買的商品化生物活性化合物）
“我們的研究表明blebbistatin與大部分人類多能干細胞凋亡抑制劑一樣的有效,，”生化系助理教授Noboru Sato說。
目前研究論文已在線發(fā)表于Nature Communications雜志上,。
當前大部分人類多能干細胞的培養(yǎng)都需要動物源性的材料例如包被在培養(yǎng)皿表面的基質膠,。沒有這些材料，人類多能干細胞就無法貼附在培養(yǎng)皿上,。但是使用這些材料的不利之處在于它們有可能會導入病毒和其他未知的病原體而引起人類多能干細胞污染,。
“使用blebbistatin的另一個益處在于我們不再需要人源或是動物源性材料包被培養(yǎng)皿表面，”Sato說：“這是因為blebbistatin非常有利于細胞粘附到培養(yǎng)皿表面,。我們將blebbistatin與化學合成包被材料多聚賴氨酸（poly-D-lysine）結合,，開發(fā)了一種完全確定的簡化的培養(yǎng)環(huán)境從而使得人類多能干細胞能在完全無動物成分和無污染的條件下生長。
多聚賴氨酸是一種可從多個公司購得的化學合成非動物成分包被材料,，可廣泛用于其它細胞類型的培養(yǎng)皿包被,。用多聚賴氨酸包被培養(yǎng)皿，再在培養(yǎng)基中加入blebbistatin就可促使人類多能干細胞粘附生長,。“我們將一些日常的材料混合到一起,，生成一種完全不同的干細胞培養(yǎng)技術平臺。”Sato說,。（生物谷Bioon.com）
生物谷推薦英文摘要：
Nature Communications doi:10.1038/ncomms1074
Non-muscle myosin II regulates survival threshold of pluripotent stem cells
Andrea Walker,Hua Su,Mary Anne Conti,Nicole Harb,Robert S. Adelstein& Noboru Sato
Human pluripotent stem (hPS) cells such as human embryonic stem (hES) and induced pluripotent stem (hiPS) cells are vulnerable under single cell conditions, which hampers practical applications; yet, the mechanisms underlying this cell death remain elusive. In this paper, we demonstrate that treatment with a specific inhibitor of non-muscle myosin II (NMII), blebbistatin, enhances the survival of hPS cells under clonal density and suspension conditions, and, in combination with a synthetic matrix, supports a fully defined environment for self-renewal. Consistent with this, genetically engineered mouse embryonic stem cells lacking an isoform of NMII heavy chain (NMHCII), or hES cells expressing a short hairpin RNA to knock down NMHCII, show greater viability than controls. Moreover, NMII inhibition increases the expression of self-renewal regulators Oct3/4 and Nanog, suggesting a mechanistic connection between NMII and self-renewal. These results underscore the importance of the molecular motor, NMII, as a novel target for chemically engineering the survival and self-renewal of hPS cells.
