科學(xué)家利用人類多能干細(xì)胞再生心外膜
賓夕法尼亞州立大學(xué),威斯康星大學(xué),麥迪遜分校,荷蘭萊頓大學(xué)醫(yī)學(xué)中心和瑞典阿斯利康大學(xué)的國(guó)際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)認(rèn)為,使用人類干細(xì)胞的過(guò)程可以產(chǎn)生屬于外層心外膜的心臟細(xì)胞。
賓夕法尼亞州立大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程和生物學(xué)副教授肖軍·蘭斯·利安博士說(shuō):“ 2012年,我們發(fā)現(xiàn)如果用能依次激活和抑制Wnt信號(hào)通路的化學(xué)物質(zhì)處理人干細(xì)胞,它們就會(huì)變成心肌細(xì)胞。” 。
心肌是心臟三層的中間部分,是厚實(shí)的肌肉部分,收縮以驅(qū)動(dòng)血液通過(guò)人體。
Wnt信號(hào)傳導(dǎo)途徑是一組信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑,由蛋白質(zhì)組成,這些蛋白質(zhì)使用細(xì)胞表面受體將信號(hào)傳遞到細(xì)胞中。
“我們需要向心臟祖細(xì)胞提供更多信息,以使其生成心外膜細(xì)胞,但是在進(jìn)行這項(xiàng)研究之前,我們不知道這些信息是什么。”文章的共同作者Lian博士解釋說(shuō)。有關(guān)該研究的信息,發(fā)表于2016年12月5日的《自然生物醫(yī)學(xué)工程》雜志上。
“現(xiàn)在,我們知道如果再次激活細(xì)胞的Wnt信號(hào)傳導(dǎo)途徑,我們可以重新驅(qū)動(dòng)這些心臟祖細(xì)胞成為心外膜細(xì)胞,而不是心肌細(xì)胞。”
研究小組的結(jié)果使他們更接近于再生整個(gè)心臟壁。
通過(guò)形態(tài)評(píng)估和功能分析,Lian博士及其同事發(fā)現(xiàn),所產(chǎn)生的心外膜細(xì)胞與活人和實(shí)驗(yàn)室中生長(zhǎng)的心外膜細(xì)胞相似。
廉博士說(shuō):“最后一步是將心臟祖細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)樾呐K的內(nèi)層心內(nèi)膜細(xì)胞,我們正在這方面取得進(jìn)展。”
作者將人類干細(xì)胞改造成報(bào)告細(xì)胞,這意味著這些細(xì)胞僅在成為心外膜細(xì)胞時(shí)才表達(dá)熒光蛋白。
Lian博士解釋說(shuō):“我們用不同的細(xì)胞信號(hào)分子處理細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)當(dāng)我們用Wnt信號(hào)激活劑處理它們時(shí),它們會(huì)發(fā)熒光。”
“另一個(gè)發(fā)現(xiàn)是,除了產(chǎn)生心外膜細(xì)胞外,我們還可以通過(guò)細(xì)胞信號(hào)通路轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β(TGF)抑制劑處理這些細(xì)胞,使它們繼續(xù)在實(shí)驗(yàn)室中增殖。”
“ 50天后,我們的細(xì)胞未顯示出增殖減少的任何跡象。但是,沒(méi)有TGFβ抑制劑的對(duì)照細(xì)胞的增殖在第10天后開(kāi)始趨于平穩(wěn)。”
該團(tuán)隊(duì)新穎的產(chǎn)生心外膜細(xì)胞的方法可能在臨床應(yīng)用中對(duì)心臟病發(fā)作的患者有用。
廉博士說(shuō):“心臟病發(fā)作是由于血管阻塞引起的。”
這種阻塞阻止了養(yǎng)分和氧氣到達(dá)心肌,肌肉細(xì)胞死亡。這些肌肉細(xì)胞無(wú)法自我再生,因此存在永久性損傷,這可能會(huì)引起其他問(wèn)題。這些心外膜細(xì)胞可以移植到患者身上,并有可能修復(fù)受損區(qū)域。”
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