人类多功能干细胞（Human pluripotent stem cells，hPSCs）包括人类胚胎干细胞（human embryonic stem cells，hESCs）和人类诱导多功能干细胞（human induced pluripotent stem cells，iPSCs），能够分化为任何一种体细胞。理论上来说，它们是人类细胞无穷的来源，这也包括心肌细胞。在过去的十年间，研究人员通过在hPSCs分化过程中提供某些诱因从而促使心肌细胞的生成。目前已知小鼠内脏内胚层样细胞培养基能够促进胚体（embryoid bodies，EBs）分化为心肌细胞。此外，添加一些生长因子，包括激活素A、成骨因子（BMP4）、FGF2、VEGF和Dickkopf-1（DKK-1）等，能够进一步促进EBs中心肌细胞的分化生成。然而，这种方法需要密切监控激酶功能区受体/c-kit或Flk/PDGF受体α的表达，从而使生长因子水平处于最佳状态。此外，该技术还需要复杂的纯化过程。

    Wnt信号通路被发现在心肌形成过程中具有关键调控作用。Wnt配体介导着细胞的增殖并决定着细胞的命运，这主要是通过抑制糖原合成酶（glycogen synthase ki-nase 3，Gsk3），从而使得细胞核中的β-catenin积聚来实现的。而β-catenin又与T细胞因子/淋巴增强绑定因子（T-cell factor/lymphoid enhancer-binding factor，Tcf/Lef）有关，又能激活基因的转录。此外，还有研究发现Wnt信号通路对心脏的发育具有双向作用，早期Wnt信号促进而后期Wnt信号抑制心脏的发育。Wnt信号还是hESC分化为心肌细胞所必需的。但之前的研究都未能深入探索Wnt信号通路在hPSCs分化为心肌细胞中所扮演的角色。

    最近，威斯康星大学的研究人员发现，对Wnt信号的短时调控在hPSCs诱导为心肌细胞的过程中是至关重要的。在hPSCs分化早期若敲除β-catenin的shRNA，能够彻底抑制心肌细胞的特异性分化，而抑制糖原合成酶3则能促进心肌细胞的产生。此外，在连续给予hPSCs糖原合成酶3抑制剂刺激后，再给予可诱导表达的β-catenin shRNA或Wnt信号通路的化学抑制剂，能够使多种hPSC细胞系产生高纯度（高达98%）的心肌细胞。

    该研究表明，在特定和无生长因子的环境中，通过基因或者化学药物的方式来调控Wnt信号能够显著提高hPSCs产生心肌细胞的能力。（作者：沈颖)

参考文献：《Proceedings of the National Academy Society》2012;e1948-e1957