Identifying Markers of Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocyte (iPSC-CM) Maturity

鉴定诱导多能干细胞来源的心肌细胞 (iPSC-CM) 成熟的标志物

基本信息

  • 批准号:
    9555819
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 3.3万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2017-07-28 至 2019-01-14
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY Human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes (iPSC-CMs) are now widely employed to dis- cover the mechanisms of heart diseases and identify potential drug targets. A challenge for current iPSC- CM applications, however, is how to identify and promote functionally mature myocytes that can more faith- fully recapitulate human adult cardiomyocyte characteristics. To propel the next stage of discoveries, there is a critical need for methods that can derive mature iPSC-CM that can accurately model adult heart dis- ease phenotypes, but current efforts are hampered by a dearth of molecular markers that can serve as sur- rogate readouts of iPSC-CM functional maturity. Accordingly, the goal of the present F32 fellowship proposal is identify protein markers that can re- flect the status of in vitro functional maturation of human iPSC-CMs. iPSC-CMs gradually acquire functional- ly mature characteristics following prolonged periods in culture. We recently discovered 190 membrane- protein-encoding genes that are significantly induced at the transcript level in iPSC-CMs after prolonged (30-90 days) of culturing in vitro. Here I will test the hypothesize that a subset of these prolonged culture signatures (PCS) represent bona fide maturity markers of human cardiomyocytes and thus may be har- nessed to isolate functionally mature iPSC-CMs. To achieve this goal, I propose two specific aims: In Aim 1 I will employ high-resolution mass spectrometry to determine genes which are enriched in culture and in adult hearts at the protein-level, and which can potentially distinguish and isolate functionally mature sub- populations. In Aim 2 I will verify protein expression of the candidate markers at the single-cell level, and further evaluate the functional characteristics of iPSC-CMs isolated using protein markers, to compare the functional maturity and homogeneity of the acquired iPSC-CMs against current standards. The anticipated payoff of the proposed experiments will be an improved molecular understanding of iPSC-CM functional maturity in culture, which may lead to methods to isolate more mature iPSC-CM popu- lations that can be used for disease modeling studies. These goals are significant in my opinion because they have the potential to greatly improve current iPSC-CMs applications and open doors to development of engineering approaches to further enhance iPSC-CM production. At the same time, the proposed research training plan will also provide valuable training opportunities in stem cell biology (with Sponsor Dr. Joseph Wu) and single-cell analysis (with Co-Sponsor Dr. Garry Nolan), which will complement my existing exper- tise in proteomics and aid me in my future goal of setting up an independent research group in cardiovascu- lar medicine.
项目摘要 人类诱导的多能干细胞衍生的心肌细胞(IPSC-CMS)现在已被广泛用于解散 涵盖心脏病的机制并确定潜在的药物靶标。当前IPSC-的挑战 但是,CM应用是如何识别和促进功能成熟的肌细胞的方法 完全概括人类的成人心肌细胞特征。为了推动下一阶段的发现, 是对可以得出成熟IPSC-CM的方法的迫切需要 轻松表型,但是目前的努力受到了分子标记的缺乏的阻碍 IPSC-CM功能成熟度的Rogate读数。 因此,当前F32奖学金提案的目标是确定可以重新恢复的蛋白质标记物 触发人IPSC-CMS体外功能成熟的状态。 IPSC-CMS逐渐获得功能 - 培养时间长时间后的成熟特征。我们最近发现了190个膜 - 蛋白质编码的基因在延长后在IPSC-CMS的转录水平上显着诱导的基因 (30-90天)体外培养。在这里,我将测试这些长期文化的子集的假设 签名(PC)代表人类心肌细胞的真正成熟标记,因此可能是 隔离到功能成熟的IPSC-CMS。为了实现这一目标,我提出了两个具体的目标:在AIM 1中 我将采用高分辨率的质谱法来确定富含培养物和中的基因 成人心脏处于蛋白质水平,可能会区分和分离 人群。在AIM 2中,我将在单细胞水平上验证候选标记的蛋白质表达,并且 进一步评估使用蛋白质标记分离的IPSC-CM的功能特性,以比较 根据当前标准,获得的IPSC-CM的功能成熟度和均匀性。 拟议的实验的预期收益将是对分子的理解的改进 培养中的IPSC-CM功能成熟度,这可能导致方法可以隔离更成熟的IPSC-CM Popu- 可用于疾病建模研究的伴侣。在我看来,这些目标很重要,因为 他们有可能大大改善当前的IPSC-CMS应用程序,并开放开发 工程方法进一步增强IPSC-CM生产。同时,拟议的研究 培训计划还将为干细胞生物学提供宝贵的培训机会(赞助商约瑟夫博士 WU)和单细胞分析(与Garry Nolan博士一起),这将补充我现有的实验 在蛋白质组学方面进行挑剔,并帮助我未来的目标,即在心脏瓦斯加斯加州建立一个独立的研究小组 LAR医学。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
NextGen VOICES: Research resolutions.
下一代声音:研究决议。
  • DOI:
    10.1126/science.aar7504
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Olmeta-Schult,Felicia;Segal,LaurenMassa;Tyner,Sam;Moon,TwilaAlexandra;Chow,RyanDz-Wei;Chakrabarty,Prosanta;Pacesa,Martin;Podgornaia,AnnaIgorevna;Chen,Jennifer;Singh,Bipin;Cao,Bo;Sidhu,RishiRajSingh;Tan,BryceWQ;Sood,Prash
  • 通讯作者:
    Sood,Prash
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