诱导多能干细胞分化的心肌细胞（hiPSC-CMs）可以用来做什么？

北京赛贝生物技术有限公司致力于采用体细胞重编程结合定向诱导分化技术生产有体外活性的心肌细胞。这一课题一直是再生医学研究领域的一个重大应用方向。科学家们对于这一工程性细胞的应用一直聚焦于两点：（1）获得由自主活性的心肌细胞为心脏病患者进行自体移植治疗；（2）提高 hiPSC-CMs 的数量和纯度，满足药物活性筛选或毒理效应检测等体外高通量检测的需求。

一、hiPSC-CMs 移植修复心脏损伤

心肌细胞是心脏中数量最多的结构性细胞类群，不具备自我更新能力。突发心肌梗死时，心肌细胞因缺血-再灌注损伤而大量死亡无法再生，导致心脏功能衰竭。干细胞具有自我更新能力，能分化成多种功能性细胞，如心肌细胞、神经细胞等的「原始细胞」。国际最新的心脏疾病治疗理念就是注射混合干细胞来源的心肌细胞。一旦出现心肌梗死，这种具有自我更新能力的混合细胞可替补死掉的心肌细胞，修复心脏。
 
2016 年 10 月 11 日在 Nature 刊出的一项新的研究中，日本信州大学研究人员在实现器官再生中取得重要进展：利用猴子皮肤细胞产生 iPSC-CMs 让 5 只患病的猕猴受损的心脏再生。研究人员为每一只受体动物移植了 4 X 108 iPSC-CMs（Allogeneic transplantation of iPS cell-derived cardiomyocytes regenerates primate hearts）。该实验有望通过将一种无争议的巨大再生细胞移植到心脏病患者体内以实现治疗。论文通信作者日本信州大学科学家 Yuji Shiba 表示「我们仍然有一些障碍，包括肿瘤形成的风险、心律不齐和成本等。」但无可否认，这是一次重大的技术突破。  左图：移植的 iPSC-CMs（绿色）可以整合到心肌梗死区域（红色）

右图：钙成像结果显示，移植后的 iPSC-CMs 与受体心脏收缩同步化。

以上图片摘自：Allogeneic transplantation of iPS cell-derived cardiomyocytes regenerates primate hearts, Nature，2016， 538:388-403

二、hiPSC-CMs 成为药物活性体外高通量筛选的最佳细胞来源

高通量筛选（High throughput screening，HTS）技术是指以分子水平和细胞水平的实验方法为基础，以微板形式作为实验工具载体，以自动化操作系统执行试验过程，以灵敏快速的检测仪器采集实验结果数据，以计算机分析处理实验数据，在同一时间检测数以千万的样品，并以得到的相应数据库支持运转的技术体系，它具有微量、快速、灵敏和准确等特点。

药物或候选化合物的体外活性或毒性的高通量检测分析依赖于稳定的细胞模型和相应的可通量化的下游检测技术。北京赛贝生物公司的 hiPSC-CMs 产品——CardioEasy®人源心肌细胞以其高纯度、数量大、均一性好的特点成为药物研发和安全性评估体系中的一类重要细胞来源。通过 RTCA 或全自动膜片钳系统等高通量技术可以便捷地分析 hiPSC-CMs 的电生理活动参数的变化，数据可用于分析候选化合物是否具有心肌保护作用、是否具有影响心肌电生理活性的作用、是否存在心肌毒性等。