"心"启未来 | 昂朴hiPSC来源的心肌细胞分化及应用平台介绍（一）

iPSC(Induced Pluripotent Stem Cell)由体细胞（如皮肤或血细胞）经重编程因子（Oct4、Sox2、Klf4、c-Myc）诱导获得，具有类似胚胎干细胞的多向分化潜能，同时规避了胚胎干细胞的伦理争议和免疫排斥风险。2006年山中伸弥团队首次实现小鼠体细胞重编程，并2012年获诺贝尔生理学或医学奖。主要应用领域如下：1.再生医学：包括心血管疾病，神经系统疾病及眼科与代谢疾病等，国内外均有相关管线的开发；2. 药物研发与疾病模型构建：iPSC衍生的疾病模型可用于遗传病机制研究和药物毒性筛选，优势在于替代了传统动物实验，避免了动物实验成本高，周期长且动物个体之间差异大的问题。此外人iPSC来源的疾病模型的症状表现及代谢情况，均更接近真实病理状态。

昂朴生物以基因检测技术与iPSC技术为核心，专注于遗传病的基因诊断、临床研究与转化。昂朴生物开发的hiPSC来源的心肌细胞分化及应用平台，至今已构建了多种心肌病的疾病模型，并作为药物筛选与评价的良好工具，包括肥心病，扩心病，房间隔缺损，房颤，长QT综合症，DMD等。

iPSC来源的心机细胞分化方法严重依赖于Wnt信号通路的调控，因此我们对Wnt信号通路进行了深度研究，包括对Wnt通路激活剂及抑制剂的不同作用时间和浓度的探索，最终开发出了一种高效、稳定的iPSC来源的心肌细胞分化方法。以下为hiPSC来源的心肌细胞分化流程图：

hiPSC经15天左右的分化时程，可获得纯度在90%以上且有节律搏动的心肌细胞。至今已验证数十个iPSC克隆，包括健康人及病人。说明此分化方法的普适性强，且分化效率高。

* 分化至DAY9，hiPSC-CMs细胞之间连接紧密，搏动频率高；分化至DAY15（已经历纯化过程）， hiPSC-CMs呈现良好的、有规律的搏动，且纯度较高。

DAY30的心肌细胞电生理活动如下：（心室样AP)

*备注：1. WT为健康人来源心肌细胞；2. Patient为病人来源的心肌细胞；3. control为只转转染试剂的对照。

*In-Cell Western 是由LI-COR公司开发的一种直接在微孔板内（96/384孔板）对细胞内目标蛋白进行定量免疫荧光检测的方法。微孔板内的细胞经过固定、透化、一抗、二抗孵育、洗涤等步骤后，即可进行微孔板扫描成像，实现对细胞内目标蛋白的精确定量。

*In-Cell Western无需进行裂解细胞、制胶、电泳、转膜等步骤，不仅节省了大量时间，而且大大提升了实验通量和重复性。近红外双通道检测，有效降低了背景，可直接对 96 孔板/384 孔板进行高通量检测成像。

OCR（耗氧率，Oxygen Consumption Rate）检测呼吸功能的方法主要用于评估细胞的线粒体代谢活性和能量状态，尤其在细胞生物学、毒理学及疾病机制研究中具有重要意义。