血管的内层由内皮细胞组成，这些细胞在心血管疾病的发展中具有重要意义。为了通过“体外”研究探索这些疾病的原因，研究人员需要人类内皮细胞。来自波恩大学医院（UKB）和波恩大学的一个团队开发了一种高效、经济且可重复的方法，从人类诱导多能干细胞（hiPSCs）中生产用于实验室测试的功能性内皮细胞。他们的研究结果已刊登在期刊《心血管研究》中。
内皮细胞是衬 lining 血管的细胞，在调节血压和凝血等功能中发挥着重要作用。它们对于理解心血管疾病也至关重要。为了研究这些疾病在人体外的机制（“体外”），人类内皮细胞是必不可少的。“人类诱导多能干细胞（hiPSCs）为这一研究提供了一个有前景的途径，因为它们具备适应性并能分化为多种细胞类型，包括内皮细胞，” UKB生理学研究所主任、资深作者Bernd K. Fleischmann教授解释说，他是波恩大学卓越集群ImmunoSensation2和跨学科研究领域（TRA）“生命与健康”的一部分。
已经探索了多种方法将hiPSCs分化为内皮细胞。其中一种最有效的策略是使用多种生长因子以及 purification 阶段来提高正确形成的内皮细胞的产量。另一种方法是通过特定转录因子的针对性激活来指导hiPSCs转化为内皮细胞。最近，哈佛医学院的George Church和UKB的Volker Busskamp领导的全球研究团队确定了转录因子“ETS变体转录因子2”，或称ETV2，作为这个过程中的关键组成部分。他们还创建了一个hiPSC系，使得通过添加多西环素可以特异激活ETV2，称为“PGP1 ETV2 iso2”。
高效、经济和一致的生成人体内皮细胞的方法
在波恩大学生理学研究所，Sarah Rieck博士的研究团队与UKB的Volker Busskamp教授的眼科小组的Kritika Sharma合作，优化了PGP1-ETV2-iso2系（称为ETV2协议）的分化方案，并与基于生长因子的方法进行了比较。“我们的研究结果表明，我们优化的ETV2协议比生长因子协议更加高效和经济，”共同通讯作者和主要作者Sarah Rieck博士表示，她也在波恩大学进行研究。这种方法能够更快地生成内皮细胞，需要的培养基补充物更少，并且省去了额外的净化步骤。此外，该过程高度可重复，且可以适应其他hiPSC系。生成的内皮细胞不混杂其他细胞类型，并且在较长的培养时间内保持稳定。它们表达内皮细胞特征的蛋白质，并展示典型的功能特征。通过调整分化协议，还可以专门获得类似动脉或静脉类型的内皮细胞。
尽管与通过生长因子方法生成的内皮细胞类似，但有些迹象表明，ETV2协议所得的内皮细胞略显成熟。“然而，与来自脐静脉的人类内皮细胞相比，这两种类型的hiPSC来源的内皮细胞仍然不完全成熟，很可能由于缺乏外部因素，例如血流，”负责UKB“神经退行性视网膜疾病”研究小组并且是波恩大学卓越集群ImmunoSensation2和TRA“生命与健康”一部分的Busskamp教授补充道。
展望未来，波恩的研究人员相信，PGP1 ETV2 iso2系及其生成的内皮细胞将作为模型，用于在实验室培养中研究与内皮相关的人类血管疾病。Dr. Rieck和Prof. Fleischmann正在DFG联合研究中心跨地区（TRR）259“主动脉疾病”的项目C01中追寻这一研究重点。此外，这些内皮细胞还可能在器官类器官研究中发挥作用，以创建具有血管系统的类器官。“此外，我们旨在探索培养技术，以增强内皮细胞在分化后的‘成熟度’，以更好地模拟成年内皮细胞的特征，”Rieck博士表示。
