Cell stem cell:新角度探索心臟自我修復(fù)
日期:2011-11-15 08:58:48
當(dāng)心肌梗死和心肌病等心臟疾病發(fā)生時(shí),心肌細(xì)胞會(huì)通過(guò)細(xì)胞逆轉(zhuǎn)化(Cellular reversion,生物通譯)形成前體細(xì)胞來(lái)保護(hù)器官免于致命損傷。近期來(lái)自德國(guó)馬普心肺研究所的科研人員領(lǐng)導(dǎo)的研究小組揭示出了心肌細(xì)胞逆轉(zhuǎn)化過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用的蛋白。這一研究發(fā)現(xiàn)或可幫助研究人員實(shí)現(xiàn)心臟的自我修復(fù)。相關(guān)研究論文發(fā)表在11月4日的《細(xì)胞干細(xì)胞》(Cell stem cell)雜志上。
為了修復(fù)心臟病發(fā)作等引起的心肌損傷,機(jī)體通常會(huì)用新的細(xì)胞來(lái)替代受損心肌細(xì)胞。過(guò)去人們?cè)谙旙⒅邪l(fā)現(xiàn)其采用的策略是將存活的健康心肌細(xì)胞退化到胚胎細(xì)胞狀態(tài),這一過(guò)程被稱(chēng)之為去分化(dedifferentiation),從而形成了大量包含干細(xì)胞標(biāo)記,并重新獲得細(xì)胞分裂活性的新細(xì)胞。這些新細(xì)胞也可轉(zhuǎn)而生成心肌細(xì)胞,通過(guò)重塑心肌組織從而恢復(fù)心臟的功能。盡管近年來(lái)科學(xué)家們也在人類(lèi)心臟組織中發(fā)現(xiàn)了干細(xì)胞,然而對(duì)于這些細(xì)胞的來(lái)源,及在心臟修復(fù)中的所起的作用一直存在著爭(zhēng)議。
在這篇文章中,由德國(guó)馬普心肺研究所的Thomas Braun領(lǐng)導(dǎo)的研究小組發(fā)現(xiàn)了調(diào)控哺乳動(dòng)物心肌細(xì)胞去分化的關(guān)鍵分子,證實(shí)其促進(jìn)了心臟的自我修復(fù)。科學(xué)家們起初注意到在心臟病患者發(fā)生心肌梗塞后心臟組織中oncostatin M蛋白呈高水平表達(dá)。隨后研究人員用oncostatin M處理在實(shí)驗(yàn)室中培育的心肌細(xì)胞,并用顯微鏡下對(duì)細(xì)胞的退化過(guò)程進(jìn)行了追蹤。“基于這些細(xì)胞的某些改變,我們觀(guān)察到幾乎所有的心肌細(xì)胞在用oncostatin M處理的6天內(nèi)均發(fā)生了去分化,”Braun說(shuō):“我們還證實(shí)這些細(xì)胞表達(dá)出各種干細(xì)胞標(biāo)記,這表明這些細(xì)胞均切換到了心肌修復(fù)模式。”
利用心肌梗死小鼠模型,研究人員成功地證實(shí)oncostatin M像推測(cè)的一樣刺激了受損心肌組織修復(fù)。研究人員將實(shí)驗(yàn)小鼠分為兩組,其中一組小鼠通過(guò)基因工程修飾使其不受oncostatin M效應(yīng)影響。結(jié)果兩組小鼠的差異非常的讓人驚異。oncostatin M效應(yīng)組的小鼠在4周后仍完好地存活,而基因工程修飾組的40%的小鼠則因心肌梗塞而死亡。這表明oncostatin M在改善心肌功能中發(fā)揮了關(guān)鍵性作用。
科學(xué)家們計(jì)劃下一步尋找oncostatin M治療的理想途徑,以增強(qiáng)損傷心肌自我修復(fù)的能力,促使心肌功能恢復(fù)。因?yàn)檫^(guò)去研究人員也曾在試驗(yàn)中觀(guān)察到oncostatin M加劇了慢性心臟病的損傷?!拔覀兿嘈?/SPAN>oncostatin M具有治愈損傷心肌組織的潛力。現(xiàn)在我們需要做的事情就找到精確應(yīng)用的那扇窗,以避免可能存在的負(fù)效應(yīng),”Braun說(shuō)。
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