研究人员发明了一种由三种分子组成的鸡尾酒式的混合物,它可以将心脏中的成纤维细胞直接转化为能够跳动的心肌细胞,可以用这种方法来修补受损的心肌。
对于心脏疾病来说,心肌细胞会逐渐死亡,而且找不到一种有效的办法再生这些细胞,最终会导致心脏衰竭。8月6日出版的《细胞》杂志报道说,科学家可以用一种方法来修补受损的心肌。研究人员发明了一种由三种分子组成的鸡尾酒式的混合物,它可以将心脏中的成纤维细胞直接转化为能够跳动的心肌细胞。 “在心脏病领域,我们用了20多年的时间寻找如何将非肌肉细胞转换成心肌细胞的方法。”美国加州大学的迪帕克•斯里瓦斯塔瓦说。“现在我们找到了一种方法,可将占心脏细胞50%的成纤维细胞转化成心肌细胞。” 研究人员曾寻找过心肌的主调节剂――一种促使心肌形成的单一分子。这种主调节剂于上世纪80年代在骨骼肌中被发现,但在心脏中寻找同一种分子确实有一定困难。最近,研究人员受到成纤维细胞在多种因子作用下重新编程成为外观和功能非常像胚胎干细胞这一发现的启发,猜想他们可以找到一种混合物,在不经过转变成干细胞这一过程的情况下,将成纤维细胞重新编程成为心肌细胞。研究人员开始对在心脏发育过程中起作用的14种因子进行研究,并发现这种复杂的混合物显示出较弱但确切的有效信号。随后他们一种因子一种因子地去除,直到发现有3种因子发挥了作用。 研究人员说,实际上这三种因子在心肌的生成上较刚开始使用的多种因子更加有效。“不像多能干细胞重新编程那样效果不好,我们利用这种方法将20%的成纤维细胞转变成了心肌细胞。”研究者说。相比较而言,多能干细胞能成功转变成心肌细胞的只有成纤维细胞的0.1%。最初的重新编程是在3天以内。随着数周以后它们全部重新编程,这些细胞就逐渐具有了心肌细胞的特性――跳动的心脏细胞。同样是这3种因子也可以转变取自皮肤的成纤维细胞。用这三种因子处理成纤维细胞,一天后移植回小鼠心脏,这些细胞仍然能够分化成心肌细胞。“说明这些细胞不用从心脏中取出来就可以进行重新编程。”研究者说。 当前生成心肌细胞的方法,是依靠病毒将三种编码转录因子的基因插入到心脏细胞里去。研究人员说,最终将会利用小分子或其它的分泌蛋白来取代这种方法。那样可以通过在心脏里放置一个支架,这样就可以驱动新的心肌的生长。“这是我们的长期目标。”斯里瓦斯塔瓦说。研究人员证明,这些成纤维细胞不必首先转变成干细胞,反而他们希望能从一种已知的细胞直接转变成另外一种细胞,这可能会比使用多能干细胞或胚胎干细胞再生心脏细胞更有优势。研究人员解释说,如果干细胞中存在没有完全分化好的细胞会发生问题,它们会转变成其它细胞,有可能会出现肿瘤细胞或不属于想得到的细胞。可能会有这种情况发生:来自干细胞的心肌细胞可能会因某种原因不能成为成熟的、具有电活性的真正心肌细胞;而通过这种新方法产生的细胞,其外观和功能都像真实的心肌细胞。 目前的研究是在寻找模仿这三种因子的、具有再生心肌细胞作用的小分子药物,而所采用的手段是研究人员所提到的用于多能干细胞研究的方法。 (责任编辑:glia) |