很多心脏学科学家的目标之一就是利用干细胞制造出纯的心肌细胞，并将这些心肌细胞移植到因心脏病发作而受到影响的病人体内。获得纯的心肌细胞群体是避免移植后肿瘤产生所必需的，但是在技术上一直存在挑战。

    在一项新的研究中，来自美国埃默里大学、佐治亚理工学院和韩国天主教大学的研究人员利用分子信标(molecular beacon)开发出一种从干细胞培养物中纯化出心肌细胞的方法。相关研究结果于2013年8月30日在线发表在Circulation期刊上，论文标题为“Purification of Cardiomyocytes from Differentiating Pluripotent Stem Cells Using Molecular Beacons Targeting Cardiomyocyte-Specific mRNA”。

    分子信标只在它们发现表达某些基因的细胞时才发出荧光。就这项研究而言，它们靶向结合表达一种肌球蛋白(myosin)的mRNA，其中这种蛋白能够在心肌细胞中发现到。

    医生有望使用纯化好的心肌细胞来治愈因病人患有心脏病和心力衰竭而遭受损伤的心脏区域。此外，分子信标技术在再生医学上具有广泛的应用，这是因为它们能够与干细胞培养时产生的其他细胞类型(如脑细胞或产生胰岛素的胰岛细胞)一起使用。7 s; u  M0 p# K. r) ]& Q- H
    
    论文通信作者Young-sup Yoon博士说，“我们经常想要利用干细胞产生一种特定的细胞群体，然后再将这种细胞群体植入病人体内。但是所需的细胞经常缺乏一种容易接近的表面标记物，或者这种标记物的缺乏足够的特异性，如心肌细胞就是这种情形。这种技术可能能够允许我们纯化几乎任何一种细胞类型。”

    在这项研究中，论文共同作者Gang Bao博士、论文第一作者Kiwon Ban博士和Brian Wile以及他们的同事们利用生长因子培养干细胞，其中这些生长因子诱导它们分化为自发性跳动的心肌细胞群体。在这些实验中，他们使用来自小鼠或人的胚胎干细胞(embryonic stem cells , ESCs)或诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cells , iPSCs)。对人ESCs或iPSCs而言，大量地产生心肌细胞需要大约两周的时间。

    分子信标靶向结合特定基因转录所产生的mRNA。这种分子信标经设计后仅当它们发现具有合适的基因序列的mRNA时才发出荧光。利用分子信标和基于荧光对细胞进行分选的流式细胞仪，研究人员能够挑选出心肌细胞。

    这些纯化出的心肌细胞能够被移植到小鼠心脏病发作后受损的心脏中，而且这种移植改善了心脏的射血能力。而没有接受心肌细胞移植的小鼠心脏射血分数下降。当将未经纯化的细胞移植到小鼠体内时，所有的小鼠都患上畸胎瘤(由干细胞产生的肿瘤)。注意：只将小鼠干细胞移植到小鼠体内。

    Yoon说，“在之前的实验中，科学家们已发现当只注射心肌细胞时，大部分细胞会被冲洗走。我们需要将这些细胞放置在生物相容性材料之中以便改善它们的定植和停留。”