用基因靶向分子再生組織
合成的DNA靶向分子可以為組織再生鋪平道路。通過涉及合成分子的新方法可以觸發(fā)干細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)樾募〖?xì)胞。該方法克服了當(dāng)前方法面臨的挑戰(zhàn),并且可以微調(diào)以促進(jìn)形成多種細(xì)胞類型。
人誘導(dǎo)的多能干細(xì)胞(hiPSC)由成體細(xì)胞產(chǎn)生,并且可以編程為變成體內(nèi)的任何細(xì)胞類型。通過信號提示和基因的協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)來控制細(xì)胞類型轉(zhuǎn)換。打開和關(guān)閉涉及器官發(fā)育的這些不同信號的分子已被用于控制hiPSC的命運(yùn)。但尚未發(fā)現(xiàn)可直接切斷所需信號基因的分子。目前可用的方案涉及引入外來遺傳物質(zhì),這可能對患者有風(fēng)險。
日本京都大學(xué)綜合細(xì)胞材料科學(xué)研究所(iCeMS)的Tanichi Taniguchi和Ganesh Pandian Namasivayam構(gòu)建了一種合成分子,可以識別和結(jié)合涉及hiPSCs分化為中胚層的特定DNA序列,中間細(xì)胞類型可以被刺激變成心肌細(xì)胞。
當(dāng)稱為PIP-S2的合成分子與其靶DNA序列結(jié)合時,它會阻止一種名為SOX2的蛋白質(zhì)與同一位點(diǎn)結(jié)合。SOX2在hiPSC中高度表達(dá),并且負(fù)責(zé)將它們保持在“多能”狀態(tài),這意味著它阻止它們轉(zhuǎn)化為其他細(xì)胞類型。在該研究中,PIP-S2與DNA結(jié)合,導(dǎo)致hiPSC向中胚層的轉(zhuǎn)化。然后該團(tuán)隊(duì)向hiPSC細(xì)胞培養(yǎng)物中添加了另一種信號抑制劑分子,該分子是心肌細(xì)胞形成的已知驅(qū)動因子。在12天的總時間內(nèi)形成表現(xiàn)出收縮和縮回能力的心肌細(xì)胞。
“據(jù)我們所知,這項(xiàng)工作報(bào)告了第一個能夠指導(dǎo)hiPSCs分化成特定細(xì)胞譜系的DNA結(jié)合合成分子,”該研究的首席研究員Hiroshi Sugiyama寫道,該研究發(fā)表在Nucleic Acids Research雜志上。
研究人員得出結(jié)論,該策略可用于設(shè)計(jì)靶向各種DNA序列的其他合成分子,誘導(dǎo)hiPSCs發(fā)育成不同的細(xì)胞類型。
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