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脑细胞可转变成心脏细胞

时间:2011-08-04 15:15来源:来源: 每日科学 作者:王志军 2011年08月02日 12:1
  研究人员首次证明,通过RNA转换可直接将非心脏细胞转换成心脏细胞。

  研究人员试图对各种类型细胞进行改变身份的重新编程已有十年时间,在再生医学上使用最多的是心脏细胞,因为研究人员希望它们能通过替换死亡的组织帮助修复受损心脏。目前,美国宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的研究人员首次证明,通过RNA转换可直接将非心脏细胞转换成心脏细胞。

  基于对细胞的特征是由含有制作蛋白化学蓝本的信使RNA(mRNA)所决定这一认识,研究人员利用mRNA将两种不同细胞星星胶质细胞(脑细胞)和成纤维细胞(皮肤细胞)转变成了心脏细胞。

  研究人员詹姆斯•埃博温和同事在美国《国家科学院院刊》网络版上报道了他们的研究。这种方法为心血管病的细胞治疗带来了可能性。

  “这种产生心脏细胞的方法,其新颖之处在于,我们直接从一种类型细胞通过RNA直接转变成了另一种细胞,没有经过中间步骤。”埃博温说。科学家把心脏细胞的mRNA通过脂质转染方法转移到了星星胶质细胞或成纤维细胞里,剩下的工作就由这些宿主细胞来完成。这些RNA会指导宿主细胞核中的DNA改变细胞的RNA,使其转变成目标细胞(心脏细胞)的RNA,从而也将宿主细胞的表型变成了目标细胞。

  这种方法叫转录组诱导表型重建,或称TIPeR,它与诱导多能干细胞的方法不同,后者需要将宿主细胞分化成多能状态,然后在生长因子作用下再分化成目标细胞。TIPeR与细胞核移植相似,即一种细胞的细胞核被转移进另一种细胞,被转移的细胞核会根据生成的RNA指导该细胞改变其表型。在此之前,研究人员曾利用TIPeR方法将神经元转变成了星星胶质细胞。

  研究人员首先从心脏细胞中提取了mRNA,然后转移进宿主细胞中。由于这时宿主细胞中心脏细胞mRNA的数量多于自身的mRNA,因此会接管原有的RNA群。心脏细胞mRNA会在这些细胞的细胞质中翻译心脏细胞的蛋白,这些蛋白会影响宿主细胞核中基因的表达。这样,心脏细胞的基因被开启并合成心脏的蛋白。

  研究人员通过单细胞微列阵分析对新细胞RNA的特性作了观察,以了解星星胶质细胞向心脏细胞的转化,其中也包括细胞形状、免疫学特性和电特性。尽管用TIPeR再生心肌细胞在基础科学上意义重大,但也很容易想象在心脏细胞的治疗上也有潜在价值。



(责任编辑:glia)
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