 2010-08-10 11:43     
美成功將成纖維細胞直接變?yōu)樾募〖毎?br>
科技日報報道 據(jù)英國《每日電訊報》8月5日報道，美國研究人員發(fā)現(xiàn)了一種將老鼠心臟內(nèi)的成纖維細胞直接變成心肌細胞的新方法。研究人員表示，此方法一旦在人體試驗中獲得成功，再生的心肌組織將可用以修復因自然衰老和心搏停止導致的損傷，同時還可避免干細胞療法的安全隱患。該研究發(fā)表在最新一期的《細胞》雜志上。 現(xiàn)有方法對心臟損傷的治療效果不夠理想，存在的主要問題是，在心臟病發(fā)作過程中，心肌細胞死亡后，無法重新激活心肌細胞和周圍的結(jié)締組織——成纖維細胞。成纖維細胞功能活動旺盛，對不同程度的細胞變性、壞死和組織缺損以及骨創(chuàng)傷的修復意義重大。 因此，有很多科學家嘗試使用患者自身干細胞來修復受損的心臟。干細胞是人體基本組成細胞之一，具有發(fā)育成各種人體組織的能力?？茖W家希望，在把干細胞注入患者血管后，它們能夠發(fā)揮自身特點，對心臟肌肉起到修補作用。 但美國加州大學格拉德斯通心血管疾病研究所的迪帕克·斯里瓦斯塔瓦團隊則通過對成纖維細胞進行重新編程，直接變成心肌細胞來修復受損的心臟。研究人員還發(fā)現(xiàn)，不相干的成體細胞可不用回到干細胞狀態(tài)而直接從一種細胞重組為另一種細胞，從而避免了干細胞療法中存在的各種安全隱患（如形成腫瘤等）。 新方法同使用干細胞修復心臟的工作原理大致一樣。不同之處在于，使用干細胞修復心臟時，研究人員一般在人體外培育心肌細胞，再將其注入人體內(nèi)。而新方法則只需要在心肌受損的地方，將結(jié)締組織變?yōu)樾呐K肌肉細胞即可。 研究人員開始時使用了14種對心臟形成至關重要的遺傳因子，這些因子共同作用可將成纖維細胞重組成心肌樣細胞。之后，研究人員發(fā)現(xiàn)，其中的3個因子組合后就足以有效地將成纖維細胞轉(zhuǎn)換為心肌樣細胞，并打開了大多數(shù)心肌細胞中的相同基因表達。 \研究人員將心肌轉(zhuǎn)錄因子GATA4、肌細胞增強因子Mef2c和轉(zhuǎn)錄因子Tbx5裝在一個支架上，將支架放置在冠狀動脈中，在一兩周時間內(nèi)，轉(zhuǎn)錄因子對成纖維細胞進行重新編程后將其變?yōu)榱诵募蛹毎? 研究人員在老鼠身上進行的試驗表明，在將這3種轉(zhuǎn)錄因子引入老鼠的心臟后僅一天時間，在跳動的心臟內(nèi)，超過20%的成纖維細胞最終“變身”為心肌細胞。 研究人員表示，心臟中一半的細胞是成纖維細胞，能夠通過重新編程將成纖維細胞直接變成心肌細胞對心臟再生醫(yī)學具有重要的意義。他們將在接下來的5年內(nèi)開展人體臨床試驗。（劉霞） 美國科研人員在組織再生技術上取得突破，今后或許無需依靠干細胞、移植器官或其他人造儀器，也可能修復受損的器官。 美國兩組科學家日前發(fā)表的報告顯示，組織再生技術還需要進行更深入的研究，才能在人體上測試，但他們的發(fā)現(xiàn)，是科學界在組織再生技術上所取得的長足進展。 舊金山的加利福尼亞州大學格拉斯頓心血管病研究所一組科研人員利用三種稱為Gata4、 Mef2c和Tbx5基因，將老鼠體內(nèi)原本只具有結(jié)構(gòu)功能的普通成纖維細胞(fibroblasts)轉(zhuǎn)變?yōu)椴珓有呐K細胞。 加州斯坦福大學的另一組人員同樣以老鼠進行實驗，他們發(fā)現(xiàn)抑制兩種基因的功能，將使老鼠的心臟肌肉組織重新分裂成長。 參與拉斯頓研究所研究工作的愛田醫(yī)生表示，科學家花了20年的時間，研究將普通細胞轉(zhuǎn)變?yōu)樾呐K肌肉細胞，現(xiàn)在他們發(fā)現(xiàn)只要進行正確的基因組合就可以辦到。 他說，把經(jīng)過基因組合的細胞植入老鼠體內(nèi)，在幾天內(nèi)就可以變成搏動的心臟細胞。 斯坦福大學干細胞生物學和再生醫(yī)學研究所的布勞說，他們以老鼠進行研究，找出兩棲動物水螈的四肢可再生，而哺乳動物卻無法再生的原因。 他們發(fā)現(xiàn)，哺乳動物“放棄”再生能力，是因為再生可能導致癌癥。而一種稱為腫瘤抑制的基因(Rb)和另一種稱為ARF的基因便具有阻止再生的功能。 科研人員說，當Rb和ARF受到抑制時，老鼠的心臟肌肉細胞就會重新分裂成長。 日本和美國的研究人員６日在《細胞》雜志網(wǎng)絡版上發(fā)表論文說，他們通過在纖維原細胞中植入特定的３種基因，成功培育出心肌細胞。 研究人員發(fā)現(xiàn)，在小鼠胚胎的心臟中，有３種基因是生成心肌細胞必不可少的。通過向纖維原細胞中植入這３種基因，可以獲得驅(qū)動心跳的心肌細胞。 研究人員指出，與利用誘導多功能干細胞（ｉＰＳ細胞）培育心肌細胞相比，這種方法更加安全、簡捷。 該項研究負責人日本慶應大學助教家田真樹說：“今后將確認是否可以用同樣方法制造出人類心肌細胞。如果可行，心肌梗塞患者將無需接受開胸手術，而只需通過導入這些基因，讓那里的纖維原細胞直接生成健康的心肌細胞。” 細胞生物學家有時看起來就像是現(xiàn)代的煉金術士。取而代之的是他們并非要把鉛或稻草變成金子，而是將一類細胞轉(zhuǎn)化為另一種更有用的細胞。如今，一個研究小組找到了一條途徑，能夠?qū)⒎浅Ｆ胀ǖ男呐K細胞轉(zhuǎn)化為受損心臟所缺失的細胞。 一顆健康的心臟是幾類細胞的混合物，包括心肌細胞——負責跳動的肌肉細胞，心臟成纖維細胞——負責提供結(jié)構(gòu)支撐并幫助所有心臟細胞在一起工作。當哺乳動物的心臟受傷后，例如心臟病發(fā)作，它便會形成以成纖維細胞而非心肌細胞為主的疤痕組織。正因如此，心臟便難以完全恢復其供血的能力。發(fā)育生物學家、美國加利福尼亞州舊金山市格拉德斯通心血管疾病研究所的心血管研究人員Deepak Srivastava及其同事尋思，一些有關細胞組成的神秘變化是否能夠促使成纖維細胞變成心肌細胞。 研究人員使用了一種名為細胞重新編程的技術——已有人證明這種技術可以將一類細胞變成另一類細胞。他們向小鼠心臟成纖維細胞中嵌入了十多種基因的拷貝——這些基因已知在心臟的發(fā)育中扮演了一個角色，隨后研究人員便觀察是否有任何細胞表現(xiàn)出了心肌細胞的特征。在幾輪實驗之后，研究人員鑒別出有3種基因聯(lián)合完成了這項使命。研究小組隨后向在實驗室中培育的心肌細胞中嵌入了這3種基因的額外拷貝，兩周后，大約20%的細胞表現(xiàn)出了心肌細胞的特征——表達了肌肉細胞所特有的基因。而經(jīng)過一個月的發(fā)育，這些經(jīng)過重新編程的細胞開始收縮，就像跳動的心肌細胞那樣。研究人員在8月6日出版的《細胞》雜志上報告了這一研究成果。并未參與該項研究的心臟干細胞研究人員、荷蘭萊頓大學醫(yī)學中心的發(fā)育生物學家Christine Mummery表示，這些重新編程的細胞無論外觀還是作用都令人信服地與真正的心肌細胞一模一樣。 然而這些細胞是否真的有助于修復一顆受損的心臟依然是一個未解決的問題。迄今為止，移植的由胚胎干細胞形成的心肌細胞并沒有像希望的那樣工作——新細胞似乎無法完全融入心臟組織。Srivastava指出，如果理想的話，研究人員將找到能夠替代這個三基因混合物的小分子。這種分子能夠直接適用于一顆受損的心臟，并將成纖維細胞轉(zhuǎn)化為心肌細胞。他推測，這將帶來更有效的修補手段。Mummery對此表示贊同。她說，在心臟中直接重新編程細胞“可能比移植更令人感興趣”。Mummery表示，現(xiàn)在一個最重要的問題是相同的“煉金術”是否也對人的心臟細胞奏效。 |
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