在体外培养干细胞并促使其成熟，并不是一件容易的事。Johns Hopkins大学的研究人员找出了问题的根源，并提出了克服这种“发育阻滞”的途径。这项研究于十一月十二日刊登在Cell Reports杂志上，有望推动干细胞在心脏病研究和治疗领域的应用。

九年前，日本京都大学的山中伸弥发表了iPS重编程技术，将成体细胞转化成为干细胞（即诱导多能干细胞iPSC）。但源自iPSC的细胞往往有个奇怪的特性，“这些细胞的成熟在胚胎阶段受到了限制，”这项研究的领导者，Johns Hopkins大学的助理教授Chulan Kwon说。

Kwon和同事一直对用心脏病患者的iPSC生成心脏组织很感兴趣。这样的研究可以帮助人们进一步理解心脏病的发病机制，也能让药物筛选变得更加容易。不过心脏病主要影响的是成年人而不是胚胎，用未成熟的细胞进行研究显然是不切实际的。

为了探索发育阻滞的根源并找出应对之法，研究人员对两百多份心脏细胞样本进行了分析，涵盖了小鼠从胚胎到成年的每一个阶段，还包括源自iPSC的心脏组织。

细胞的发育和成熟依赖于特定基因的精确调控，这样才能在正确的时间生成正确的蛋白。研究人员检测了一万七千多个基因的表达情况，还开发了特殊的软件来处理这些数据。他们由此阐明了在心脏细胞成熟过程中关闭或打开的各种通路，包括促使细胞快速增殖的通路和分解脂肪提供能量的通路。在源自iPSC的心脏组织中，许多成熟细胞应当关闭的通路仍然开启，应该开启的通路却被关闭。这些细胞的成熟水平相当于妊娠晚期的胚胎，“这就是为何源自iPSC的细胞存在成熟问题，”Kwon说。研究人员认为，这种情况是体外培养的人工环境造成的。

研究人员现在鉴定了涉及发育阻滞的确切通路，他们希望通过调节这些通路在体外建立成熟的心脏组织。研究人员还几乎用自己的方法研究其它器官的组织成熟。（来源：生物通）