多國科學(xué)家聯(lián)手取得了再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的重要進(jìn)展，他們首次描述了機(jī)體防止心臟和顱面肌出生缺陷的遺傳學(xué)調(diào)控，文章于十月二十九日提前發(fā)表在PNAS雜志的網(wǎng)站上。這類疾病中有的相當(dāng)普遍，例如平均一百個(gè)人中就有一個(gè)患有先天性心臟缺陷。這項(xiàng)基礎(chǔ)研究為治療這類疾病提供了路線圖，使人們有望利用源自患者自身的干細(xì)胞來進(jìn)行修復(fù)和治療。

“現(xiàn)在，再生醫(yī)學(xué)與發(fā)育生物學(xué)的許多進(jìn)展都有望進(jìn)入臨床，因?yàn)槲覀儾辉傩枰祟惻咛慝@取干細(xì)胞了，”文章共同作者，俄勒岡州立大學(xué)藥學(xué)院副教授Chrissa Kioussi說。

從理論上說，人們現(xiàn)在能夠用患者自身的干細(xì)胞分化為任何類型的細(xì)胞。不過關(guān)鍵是要了解確切的調(diào)控機(jī)制，能夠控制細(xì)胞如何分化，例如特異性的分化為心臟左心室細(xì)胞。

“一旦我們足夠了解這些遺傳學(xué)調(diào)控，就不僅能夠?qū)⑵つw細(xì)胞誘導(dǎo)成為干細(xì)胞，也能夠?qū)⒏杉?xì)胞分化成為患者所需的細(xì)胞類型，”Kioussi說。“而最終將利用患者自身細(xì)胞生成替代性的器官?！?/SPAN>

探尋脊椎動(dòng)物器官形成的發(fā)育機(jī)制，能幫助人們進(jìn)一步了解出生缺陷。在胚胎發(fā)育過程中，部分心臟和顱面肌來自于PM（pharyngeal mesoderm），如果這一發(fā)育過程出現(xiàn)故障就會(huì)引發(fā)多種疾病甚至死亡，例如腭裂、面部畸形和心臟瓣膜缺陷等。

研究人員鑒定了控制心臟和顱面肌形成的四種特異性的“轉(zhuǎn)錄因子”基因，揭示了PM中表達(dá)的一組轉(zhuǎn)錄因子分級(jí)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，這一網(wǎng)絡(luò)控制著心臟和顱面的器官發(fā)生。干擾這一調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，就會(huì)使小鼠發(fā)生心臟和顱面肌缺陷。

“人類基因組中約有20000個(gè)基因，但只有2000個(gè)基因是轉(zhuǎn)錄因子，”Kioussi說?！斑@些轉(zhuǎn)錄因子控制著基因的啟動(dòng)，由它們決定在特定細(xì)胞類型中哪些基因表達(dá)而哪些基因不表達(dá)?！笨茖W(xué)家們?cè)缫寻l(fā)現(xiàn)這些轉(zhuǎn)錄因子并非獨(dú)自決定哺乳動(dòng)物發(fā)育過程中的細(xì)胞類型，它們?nèi)齼蓛山Y(jié)成穩(wěn)定的組合來共同起作用。基于轉(zhuǎn)錄因子的組合，機(jī)體內(nèi)的絕大多數(shù)細(xì)胞在一個(gè)月內(nèi)就確定了自己的細(xì)胞類型。如果人們能夠了解這些轉(zhuǎn)錄因子組合產(chǎn)生的機(jī)制，就能夠?qū)Ω杉?xì)胞進(jìn)行相應(yīng)的人工處理，將其轉(zhuǎn)化為所需的細(xì)胞類型。哺乳動(dòng)物胚胎發(fā)育是一系列的細(xì)胞從“臨時(shí)”狀態(tài)轉(zhuǎn)化為成熟細(xì)胞類型的過程。受精卵從本質(zhì)上來說也是一種具有分化為任何細(xì)胞類型能力的干細(xì)胞。在發(fā)育過程的中間階段，這些“臨時(shí)”細(xì)胞的分化受到越來越多的限制，直到它們最終成為成熟的細(xì)胞類型。

“在再生醫(yī)學(xué)中，我們很關(guān)心這些細(xì)胞分化的步驟，”Kioussi說?！叭绻軌蛄私馊坎徊襟E，我們就能夠找出問題所在并將其解決。這樣的工作已經(jīng)在一些疾病研究中進(jìn)行，而我們這項(xiàng)工作將幫助人們更好的修復(fù)心臟和顱面缺損?！边@是一個(gè)復(fù)雜但相當(dāng)可行的工程，人體中有一百萬億的細(xì)胞，而成熟細(xì)胞類型只有約100種。作者認(rèn)為了解這些細(xì)胞類型的遺傳學(xué)特異性是絕對(duì)可行的，這方面的研究將有望給許多疾病的治療帶來一場(chǎng)革命。