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      科學家們開發(fā)了一個穩(wěn)定的平臺 將瘢痕組織重新編程為健康的心臟細胞
      
			
      
				2019-07-02 08:50:03
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      每年有790,000名美國人心臟病發(fā)作，這會使心臟受損的疤痕組織受限，并限制其有效擊敗的能力。但是，如果科學家能夠?qū)⒎Q為成纖維細胞的瘢痕組織細胞重新編程為稱為心肌細胞的健康心肌細胞呢?研究人員通過實驗室實驗和小鼠研究在這方面取得了很大進展，但人類心臟重編程仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)。
      

      科學家們開發(fā)了一個穩(wěn)定的平臺 將瘢痕組織重新編程為健康的心臟細胞
      

      現(xiàn)在，位于北卡羅來納大學教堂山分校的麥卡利斯特心臟研究所(MHI)的研究人員首次開發(fā)出一種穩(wěn)定，可重復的簡約平臺，可將人成纖維細胞重編程為心肌細胞。通過利用最新的單細胞技術(shù)和數(shù)學模擬，研究人員已經(jīng)制定了一個高分辨率的分子路線圖，以指導精確和有效的重編程。
      

      這項研究發(fā)表在今天的細胞干細胞雜志上，由資深作者李謙博士，病理學和檢驗醫(yī)學副教授以及MHI副主任領(lǐng)導，MHI是過去十年心臟重編程的先驅(qū)。她的實驗室的最新工作推動人類患者的心臟重編程更接近現(xiàn)實，著眼于幫助數(shù)百萬人從心臟病發(fā)作的衰弱效應中恢復過來。
      

      我們相信，將生物實驗與單細胞基因組分析相結(jié)合的跨學科方法將激發(fā)未來關(guān)鍵步驟，以了解人類心肌細胞的本質(zhì)，并將這些知識轉(zhuǎn)化為再生療法。“
      

      資深作者李謙，博士，病理學和檢驗醫(yī)學副教授，MHI副主任
      

      錢和她的團隊向人類心臟成纖維細胞介紹了三種基因 - Mef2c，Gata4和Tbx5的混合物，并對其進行了特定的優(yōu)化劑量。為了提高效率，他們進行了一系列補充因子并鑒定了MIR-133，這是一種小RNA分子，當加入三基因混合物時 - 并進一步進行培養(yǎng)內(nèi)修飾 - 將人心臟成纖維細胞重編程為心肌細胞，效率更高40%至60%。
      

      接下來，該小組試圖回答如何將細胞轉(zhuǎn)化為心肌細胞的過程。為了回答這個問題，他們研究了重編程過程中各個細胞的分子變化。他們的分析確定了重編程過程中的一個關(guān)鍵點，當細胞必須“決定”進入心肌細胞或回歸到他們之前的成纖維細胞命運之間。一旦該過程開始，一套信號分子和蛋白質(zhì)將細胞發(fā)射到不同的分子途徑上，這決定了它們的細胞類型發(fā)育。
      

      研究人員還創(chuàng)建了一個獨特的細胞命運指數(shù)來定量評估重編程的進展。使用該指數(shù)，他們確定人類心臟重編程的進展速度比先前描述的小鼠重編程慢得多，揭示了物種和重編程條件之間的關(guān)鍵差異。
      

      “你可以把這個細胞重編程過程想象成谷歌上的地圖路線，”錢說。“起始的疤痕形成成纖維細胞就像尋找合適的GPS指令讓它們回家的汽車 - 心肌細胞的命運。我們的工作確定了路障，錯誤的出口斜坡和加油站 - 遺傳促進者 - 讓成纖維細胞到達目的地我們想要的。我們新開發(fā)的細胞命運指數(shù)就像儀表板上的儀表一樣，可以預測房屋的距離。“
      

      這項工作闡明了以前未被識別的人類心臟重編程特征，并提供了新的研究工具，以更好地了解細胞命運過渡和人體內(nèi)重編程的過程。
      

      “我們的單細胞管道和新算法當然可以用于研究其他生物過程，包括細胞的分化，去分化或藥物反應。” 錢補充道。“這種研究方法并不局限于心臟，但心臟病仍然是世界頭號殺手，也是我們實驗室的主要焦點。”
      
			

			
        
      
			
      
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