2020年6月8日，清华大学医学院那洁课题组于生物医学1区杂志《Theronostics》(2018 IF: 8.063) 在线发表题为“Homozygous MESP1 knock-in reporter hESCs facilitated cardiovascular cell differentiation and myocardial infarction repair”的研究论文。该论文构建了人类心血管前体细胞报告细胞系MESP1-mTomato, 提高了分化心肌、血管内皮、平滑肌细胞的效率，揭示了心肌体外分化新的调控机制，丰富了治疗心肌梗死、心脏衰竭的细胞来源。

心脏疾病是引起中老年人死亡和其它严重并发症的重要原因，心脏疾病最终发展为心力衰竭，表现为心肌细胞丢失和收缩无力，心脏供血不足。心肌前体细胞是一种理想的细胞来源，不仅可以分化为搏动心肌细胞，还可以分化为血管内皮和平滑肌细胞，形成新生血管，为心肌细胞供应氧气、营养。

为高效获得心肌前体细胞，研究者选取早期胚胎心血管组织标志基因MESP1位点，应用TALEN介导的精确打靶技术，在人胚胎干细胞的MESP1基因的最后一个氨基酸位点敲入一个红色荧光报告蛋白mTomato。利用MESP1-mTomato报告细胞系，作者发现MESP1的表达依赖于经典的Wnt信号通路。 通过控制经典的Wnt信号强度，作者高效得到了MESP1心肌前体细胞（达97%）；进一步的分化研究表明，MESP1心肌前体细胞在体外可以高效分化为功能性的心脏谱系细胞，包括心肌细胞（80%）、血管平滑肌细胞（97%）和内皮细胞（30%）。作者还发现MESP1可直接启动非经典WNT5A因子的表达，抑制经典的Wnt信号通路，促进心肌细胞分化。最后，作者利用大鼠的心肌梗死模型，验证了MESP1心肌前体细胞可在心肌梗死部位分化为心脏谱系细胞，改善心心脏功能。综上，本研究提供了一个研究人类心脏早期发育的灵敏报告体系，建立了一种高效获得MESP1心肌前体细胞的方法，丰富了治疗心脏疾病的细胞来源，具有潜在临床转化价值。

那洁副教授为该论文通讯作者，清华大学医学院博士后王林、博士生张凤枝为本文共同第一作者，清华大学医学院博士生段福宇、黄如金、陈曦，科研助理明佳为本研究做出重要贡献。本研究由国家干细胞及转化研究重点专项2017YFA0102802,2019YFA0110001，国家自然科学基金委项目31970819,91740115,31771108、清华-北京大学联合生命科学中心、蛋白质研究技术中心、结构生物学高精尖创新中心等提供经费和测试仪器支持。

参考文献：Lin Wang#, Fengzhi Zhang#, Fuyu Duan, Rujin Huang, Xi Chen, Jia Ming, Jie Na.Homozygous MESP1 knock-in reporter hESCs facilitated cardiovascular cell differentiation and myocardial infarction repair.Theranostics. 2020; 10(15):6898-6914. doi:10.7150/thno.42347

原文链接：https://www.thno.org/v10p6898.htm