ヒト胚性幹細胞からの高度に濃縮された心筋細胞

背景：特定の細胞系統にヒト胚性幹細胞（HESC）の分化を誘導するための現在の努力は、通常、存在する希望の細胞型のほんの一部しかない不均一な細胞集団につながります。系統選択を使用して、HESCからのヒト心筋細胞の本質的に純粋な集団の生成を示します。 方法：ネオマイシン耐性遺伝子を駆動するマウスアルファ - ミオシン重鎖（アルファ-MHC）プロモーターを含む構造をHES3細胞に導入して、安定したトランスジェニック株を生成しました。トランスジェニックHESC株を心筋細胞に分化させ、G418選択にかけました。G418によって選択されていない心筋細胞と非選択された心筋細胞は、免疫細胞化学と逆転写酵素 - ポリメラーゼ連鎖反応（RT-PCR）分析によって特徴付けられました。分化した細胞の催奇形性腫腫の可能性は、SCIDマウスの後肢筋肉への約200万細胞の注射によって評価されました。懸濁液培養プロセスにおける心臓分化と抗生物質選択後の結果、トランスジェニック細胞の99％以上がα-MHCおよびα-アクチニンに対する免疫反応性を示しました。この濃縮効率は、独立したトランスジェニック細胞株で観察されました。定量的なRT-PCR分析により、選択された母集団における心臓固有のメッセージの高レベルの濃縮が明らかになりました。重要なことに、6つのSCIDマウスに選択された細胞を注入しても、分化したが選択されていないコントロールとは対照的に、明らかな催奇形腫の形成はありませんでした。 議論：我々の結果は、細胞療法、安全性薬理学、薬物の発見の開発を促進する安定した拡張可能なHESC系統からの純粋なヒト心筋細胞のスケーラブルな産生に向けた重要なステップを表しています。

BACKGROUND: Current efforts to direct differentiation of human embryonic stem cells (hESC) into a particular cell lineage usually lead to a heterogeneous cell population with only a fraction of the desired cell type present. We show the generation of an essentially pure population of human cardiomyocytes from hESC using lineage selection. METHODS: A construct comprising the murine alpha-myosin heavy chain (alpha-MHC) promoter driving the neomycin-resistance gene was introduced into hES3 cells to generate stable transgenic lines. Transgenic hESC lines were differentiated into cardiomyocytes and subjected to G418 selection. Both G418-selected and non-selected cardiomyocytes were characterized by immunocytochemistry and reverse transcriptase-polymerase chain reaction (RT-PCR) analysis. The teratoma-forming potential of differentiated cells was assessed by injection of about 2 million cells into the hind limb muscle of SCID mice. Results After cardiac differentiation and antibiotic selection in a suspension culture process, more than 99% of the transgenic cells showed immunoreactivity to alpha-MHC and alpha-actinin; this enrichment efficiency was observed for independent transgenic cell lines. Quantitative RT-PCR analysis revealed high levels of enrichment for cardiac-specific messages in the selected population. Importantly, injection of selected cells into six SCID mice resulted in no apparent teratoma formation, in contrast to differentiated but non-selected controls. DISCUSSION: Our results represent a significant step toward scalable production of pure human cardiomyocytes from stable, expandable hESC lines that will facilitate the development of cell therapies, safety pharmacology and drug discovery.