近日,發(fā)表自國際雜志ProceedingsoftheNationalAcademyofSciences上的一篇研究論文中,來(lái)自華盛頓大學(xué)的研究人員通過(guò)研究發(fā)現,一種特殊的分子開(kāi)關(guān)或可促進(jìn)胚胎心臟細胞發(fā)育生長(cháng)成為成熟的成年心臟細胞;該研究或可幫助理解人類(lèi)心臟發(fā)育成熟的機制,同時(shí)也可以促進(jìn)研究人員開(kāi)發(fā)新型實(shí)驗室方法來(lái)制造和成體心臟細胞功能類(lèi)似的心臟細胞。
文章中,研究者HanneleRuohola-Baker教授表示,如今盡管我們可以誘導胚胎干細胞變成心臟細胞,但促進(jìn)其成熟成為成體狀態(tài)的心臟細胞卻是一大挑戰;我認為本文研究中我們發(fā)現了可以促進(jìn)心臟細胞成熟的主要分子開(kāi)關(guān)。在出生前和出生后數個(gè)月里,嬰兒的心臟細胞會(huì )經(jīng)歷巨大的改變,細胞伸長(cháng)、發(fā)育產(chǎn)生復雜的元素幫助其收縮,從依賴(lài)葡萄糖代謝產(chǎn)能轉化成為依賴(lài)機體脂肪代謝的能量,這些改變會(huì )促進(jìn)新生兒心臟生長(cháng),但其心臟成熟的機制卻并不清楚。
這項研究中,研究人員對20天的人類(lèi)胚胎干細胞衍生的心肌細胞及成熟的13個(gè)月的心肌細胞進(jìn)行研究,對這些細胞產(chǎn)生的RNA的轉錄組進(jìn)行了分析,這種分析可以詳細說(shuō)明在某一個(gè)特定時(shí)間里細胞所產(chǎn)生的RNA的水平和類(lèi)型;研究者重點(diǎn)對一類(lèi)名為microRNA的分子進(jìn)行了分析,這類(lèi)RNA分子可以控制基因表達,并且幫助調節細胞的發(fā)育、生長(cháng)及功能。
Kuppusamy表示,當對比20天和13個(gè)月的心肌細胞的microRNA水平時(shí),我們發(fā)現了一類(lèi)名為let-7的microRNA家族,let-7在成熟細胞中的水平可以增加1000倍,更有意思的是let-7家族可以影響許多調節葡萄糖代謝的基因的表達,比如PI3/AKT/胰島素途徑等。為了更深一步研究let-7microRNA在心臟細胞中成熟中所扮演的角色,研究者進(jìn)行了后期研究,結果發(fā)現,當降低let-7水平時(shí),細胞會(huì )恢復基于葡萄糖的代謝模式,而且細胞會(huì )變小、結構和功能趨于不成熟;反之則細胞會(huì )開(kāi)啟基于脂肪酸的代謝模式,細胞會(huì )變得強壯、結構和功能也趨于成熟。
研究者指出,let-7microRNA或可通過(guò)扮演關(guān)鍵的基因調節子來(lái)驅動(dòng)細胞代謝和功能性的成熟,let-7對于誘導干細胞衍生的心肌細胞的成熟非常關(guān)鍵,其或許可以作為一種新型靶點(diǎn)來(lái)幫助研究人員開(kāi)發(fā)促進(jìn)心臟細胞成熟的新型靶向性療法。