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胚胎干細胞轉化為心肌細胞簡(jiǎn)便方法被找到!

2017-12-25 來(lái)源:轉化醫學(xué)網(wǎng)  標簽: 掌上醫生 喝茶減肥 一天瘦一斤 安全減肥 cps聯(lián)盟 美容護膚
摘要:有趣的是,進(jìn)一步的分析表明,只要YAP基因被活化,干細胞就不得不通過(guò)正常的Wnt-Activin過(guò)程激活。

   從胚胎干細胞到心肌細胞,期間涉及多個(gè)分子途徑,至少包括200個(gè)基因精確的定時(shí)激活,耗時(shí)頗大,這是心臟相關(guān)研究進(jìn)展緩慢的原因之一。

 
  近日,Salk研究所的科學(xué)家們宣布,他們找到了將干細胞快速轉化為心肌細胞的簡(jiǎn)便方法。這項研究于2017年12月21日在《Genes&Development》上發(fā)表,為科學(xué)家們提供了一種快速獲得研究性心肌細胞的簡(jiǎn)單方法,也為心肌細胞再生療法的研究提供了希望。
 
  本文的作者KathyJones說(shuō):“這個(gè)發(fā)現非常令人興奮,這意味著(zhù)我們可以找到了獲取正常心肌細胞的可靠途徑,那就是將干細胞高效地轉化為心肌細胞。目前,相關(guān)研究人員和商業(yè)公司都需要足夠的心肌細胞來(lái)研究心臟病和心肌細胞修復的相關(guān)問(wèn)題,這項研究結果讓我們找到了心肌細胞的快速來(lái)源,有助于這些研究的進(jìn)一步進(jìn)展。”
 
  2015年,主要研究控制細胞生長(cháng)發(fā)育相關(guān)蛋白質(zhì)的Jones實(shí)驗室發(fā)現,兩種不同的細胞過(guò)程相關(guān)聯(lián)后可使胚胎干細胞(ESC)發(fā)育成特定的細胞類(lèi)型,如胰腺,肝臟和心臟等。
 
  研究小組發(fā)現,Wnt通路可以加載復制和細胞機制激活的細胞機制,而Activin通路可以加速這種細胞機制。這兩種通路可一起將干細胞引導至中間階段,使其進(jìn)一步分化為特定器官的細胞。另外,在不同的時(shí)間點(diǎn)將細胞暴露于相應的分化信號分子,如先激活Wnt通路,然后觸發(fā)激活素,也可以使該細胞分化為特定的細胞。
 
  在實(shí)驗過(guò)程中,研究小組還發(fā)現了干細胞轉化的第三種途徑,該途徑由YAP的蛋白質(zhì)控制,YAP會(huì )損害SMAD募集,同時(shí)阻斷P-TEFb相關(guān)RNAPII-CTD-Ser7磷酸化WNT3基因,這種蛋白似乎可以導致激活蛋白途徑剎車(chē),從而保持干細胞的專(zhuān)業(yè)化。
 
  YAP選擇性地阻止hESC向內胚層的分化
 
  為了更好地理解這種效應,在目前的工作中,Jones和文章第一作者ConchiEstarás開(kāi)始用不同個(gè)方法處理YAP基因。他們使用CRISPR-Cas9將YAP基因從hESC(人胚胎干細胞)的DNA中切除,使其不能再制造YAP蛋白。
 
  研究人員發(fā)現,YAP的缺失適度地誘導了WNT3的基因轉錄,而活化素在YAP敲除的hESC中誘導β-連環(huán)蛋白的結合,使其與SMAD協(xié)同活化形成心肌中胚層所需的ME基因子集,最終,這些干細胞竟然直接跳轉為心肌細胞。
 
  活化素在YAP敲除的hESC中誘導β-連環(huán)蛋白的結合
 
  Estarás說(shuō):“研究結果顯示,我們只要去除YAP基因,就可以實(shí)現將干細胞快速轉化為心肌細胞。這意味著(zhù)可以在試劑材料和費用等方面節省大量資金。”
 
  有趣的是,進(jìn)一步的分析表明,只要YAP基因被活化,干細胞就不得不通過(guò)正常的Wnt-Activin過(guò)程激活。
 
  Jones說(shuō):“這個(gè)結果向我們揭示了一條對抗病變心肌細胞的新途徑,可以通過(guò)調控YAP基因,調節干細胞向心肌細胞的轉化速率。同一個(gè)基因具有不同的調控作用,最終卻是相同的結果,這對醫學(xué)和商業(yè)都是極具吸引力。”
 
  因為完全去除一個(gè)基因可能會(huì )產(chǎn)生意想不到的效果,所以研究小組接下來(lái)要測試他們是否可以使用市售的小分子抑制劑來(lái)關(guān)閉YAP基因,實(shí)現從干細胞中快速獲得功能正常的心臟細胞。
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