ヒト胚性幹細胞由来の決定的な内胚葉によるヒト胚性幹細胞における心筋形成の誘導

我々は、以前に、ひよこの前外側内胚葉（Al内胚葉）がマウス胚性体の心筋形成を誘導することを報告した。ただし、胃内胚からAL内胚葉を微量化する必要性は、新しい心筋因性因子を特定するか、治療実験のために心筋細胞数を拡大するための使用を妨げています。この問題を回避するために、ヒト胚性幹細胞（HESC）から大量に生成できるヒトの決定的な内胚葉（HDE）細胞が、Al内胚葉が心臓筋形成を誘導する能力を模倣できるかどうかを扱いました。結果は、リズミカルな鼓動とマーカー遺伝子発現の免疫組織化学/定量的ポリメラーゼ連鎖反応モニタリングによって示されるように、HDE細胞と培地の両方が多能性HESCに心臓筋形成を誘導することを示しています。多能性HESCがMES-INDODERM状態に事前に誘導されると、HDEの心筋発生効果が強化されます。このアプローチは扱いやすく、スケーラブルであるため、定義された心筋因性カクテルに含めるための新しいHDE分泌因子の識別を促進する可能性があります。

We previously reported that chick anterolateral endoderm (AL endoderm) induces cardiomyogenesis in mouse embryoid bodies. However, the requirement to micro-dissect AL endoderm from gastrulation-stage embryos precludes its use to identify novel cardiomyogenic factors, or to scale up cardiomyocyte numbers for therapeutic experiments. To circumvent this problem we have addressed whether human definitive endoderm (hDE) cells, which can be efficiently generated in large numbers from human embryonic stem cells (hESCs), can mimic the ability of AL endoderm to induce cardiac myogenesis. Results demonstrate that both hDE cells and medium conditioned by them induce cardiac myogenesis in pluripotent hESCs, as indicated by rhythmic beating and immunohistochemical/quantitative polymerase chain reaction monitoring of marker gene expression. The cardiomyogenic effect of hDE is enhanced when pluripotent hESCs are preinduced to the mes-endoderm state. Because this approach is tractable and scalable, it may facilitate identification of novel hDE-secreted factors for inclusion in defined cardiomyogenic cocktails.