第 619 期

研究發展
利用ROCK抑制劑調控血液與心肌細胞之分化及其應用於心血管疾病細胞治療之潛力
Potential role of ROCK inhibitors in regulating the hematopoietic and cardiac differentiation of embryonic and inducible pluripotent stem cells for cell therapy of cardiovascular diseases

Rho激酶（Rho-associated kinase, ROCK）的活性可調控許多細胞及生理功能，如細胞遷移、凋亡、生長或分化等特性，然而ROCK是否會影響中胚層相關幹細胞分化及其在心血管疾病上之應用，則仍有待深入的探討。本院細胞及系統醫學研究所劉俊揚副研究員及其研究團隊與耕莘醫院、國立台灣大學等單位合作，研究胚胎幹細胞（embryonic stem cells）分化成血液（hematopoietic）及心肌（cardiac）細胞之訊息調控及其可能之應用。研究結果發現，利用ROCK之抑制劑可有效地增加心肌細胞之分化，且在急性心肌梗塞（acute myocardial infarction）之小鼠模式實驗中，證實由此方法分化之心肌前驅細胞具有作為細胞治療之潛力，此研究成果近期將發表於國際期刊International Journal of Cardiology。

本研究利用小鼠胚胎幹細胞作為模式，首先加入造血分化細胞激素等因子，有效地建立誘導產生造血幹細胞及其他血液細胞；其次在誘導分化的過程中，同時給予ROCK抑制劑，結果發現處理ROCK抑制劑可顯著地減少造血幹細胞及其他血液細胞的生成，同時增加具有搏動能力之細胞群落。進一步分析該搏動之細胞群落，結果發現血液細胞之標的因子大量減少，取而代之的是心肌細胞特有之標的因子大量生成，而對內皮細胞及平滑肌細胞之標的因子則無顯著差異。因此推論在中胚層細胞分化過程中，抑制ROCK活性有助於選擇性地誘導心肌細胞之分化，此外亦證實此選擇性之心肌細胞分化亦可衍生應用於多功能誘導幹細胞（inducible pluripotent stem cells, iPS）。研究團隊進一步將所誘導之心肌前驅細胞（progenitor cells）移植至急性心肌梗塞之小鼠心臟中，此細胞移植顯著地改善小鼠因急性心肌梗塞所受損之心臟功能，並證實植入之心肌前驅細胞可成功地分化為心肌細胞。因此，結果顯示，本研究成果有助於高效率生產具個人特異性之心肌前驅細胞，以作為細胞治療時之細胞來源，且針對ROCK發展具選擇性藥物，將具有應用於心臟相關疾病細胞治療之潛力。
《文/圖: 細胞及系統醫學研究所劉俊揚副研究員》