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        科學(xué)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(xì)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(xué)家能夠?qū)⒎Q為成纖維細(xì)胞的瘢痕組織細(xì)胞重新編程為稱為心肌細(xì)胞的健康心肌細(xì)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(jìn)展，但人類心臟重編程仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)。
        

        科學(xué)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(xì)胞
        

        現(xiàn)在，位于北卡羅來納大學(xué)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(fù)的簡約平臺，可將人成纖維細(xì)胞重編程為心肌細(xì)胞。通過利用最新的單細(xì)胞技術(shù)和數(shù)學(xué)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(dǎo)精確和有效的重編程。
        

        這項研究發(fā)表在今天的細(xì)胞干細(xì)胞雜志上，由資深作者李謙博士，病理學(xué)和檢驗醫(yī)學(xué)副教授以及MHI副主任領(lǐng)導(dǎo)，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(yīng)中恢復(fù)過來。
        

        我們相信，將生物實驗與單細(xì)胞基因組分析相結(jié)合的跨學(xué)科方法將激發(fā)未來關(guān)鍵步驟，以了解人類心肌細(xì)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(xué)和檢驗醫(yī)學(xué)副教授，MHI副主任
        

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

        接下來，該小組試圖回答如何將細(xì)胞轉(zhuǎn)化為心肌細(xì)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(xì)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(dāng)細(xì)胞必須“決定”進(jìn)入心肌細(xì)胞或回歸到他們之前的成纖維細(xì)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(xì)胞發(fā)射到不同的分子途徑上，這決定了它們的細(xì)胞類型發(fā)育。
        

        研究人員還創(chuàng)建了一個獨特的細(xì)胞命運指數(shù)來定量評估重編程的進(jìn)展。使用該指數(shù)，他們確定人類心臟重編程的進(jìn)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(xì)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(xì)胞就像尋找合適的GPS指令讓它們回家的汽車 - 心肌細(xì)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(jìn)者 - 讓成纖維細(xì)胞到達(dá)目的地我們想要的。我們新開發(fā)的細(xì)胞命運指數(shù)就像儀表板上的儀表一樣，可以預(yù)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(xì)胞命運過渡和人體內(nèi)重編程的過程。
        

        “我們的單細(xì)胞管道和新算法當(dāng)然可以用于研究其他生物過程，包括細(xì)胞的分化，去分化或藥物反應(yīng)。” 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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