Cell子刊揭示干細(xì)胞成熟的路障
在體外培養(yǎng)干細(xì)胞并促使其成熟，并不是一件容易的事。Johns Hopkins大學(xué)的研究人員找出了問題的根源，并提出了克服這種“發(fā)育阻滯”的途徑。這項(xiàng)研究于十一月十二日刊登在Cell Reports雜志上，有望推動(dòng)干細(xì)胞在心臟病研究和治療領(lǐng)域的應(yīng)用。
九年前，日本京都大學(xué)的山中伸彌發(fā)表了iPS重編程技術(shù)，將成體細(xì)胞轉(zhuǎn)化成為干細(xì)胞（即誘導(dǎo)多能干細(xì)胞iPSC）。但源自iPSC的細(xì)胞往往有個(gè)奇怪的特性，“這些細(xì)胞的成熟在胚胎階段受到了限制，”這項(xiàng)研究的領(lǐng)導(dǎo)者，Johns Hopkins大學(xué)的助理教授Chulan Kwon說。
Kwon和同事一直對(duì)用心臟病患者的iPSC生成心臟組織很感興趣。這樣的研究可以幫助人們進(jìn)一步理解心臟病的發(fā)病機(jī)制，也能讓藥物篩選變得更加容易。不過心臟病主要影響的是成年人而不是胚胎，用未成熟的細(xì)胞進(jìn)行研究顯然是不切實(shí)際的。
為了探索發(fā)育阻滯的根源并找出應(yīng)對(duì)之法，研究人員對(duì)兩百多份心臟細(xì)胞樣本進(jìn)行了分析，涵蓋了小鼠從胚胎到成年的每一個(gè)階段，還包括源自iPSC的心臟組織。
細(xì)胞的發(fā)育和成熟依賴于特定基因的精確調(diào)控，這樣才能在正確的時(shí)間生成正確的蛋白。研究人員檢測(cè)了一萬七千多個(gè)基因的表達(dá)情況，還開發(fā)了特殊的軟件來處理這些數(shù)據(jù)。他們由此闡明了在心臟細(xì)胞成熟過程中關(guān)閉或打開的各種通路，包括促使細(xì)胞快速增殖的通路和分解脂肪提供能量的通路。在源自iPSC的心臟組織中，許多成熟細(xì)胞應(yīng)當(dāng)關(guān)閉的通路仍然開啟，應(yīng)該開啟的通路卻被關(guān)閉。這些細(xì)胞的成熟水平相當(dāng)于妊娠晚期的胚胎，“這就是為何源自iPSC的細(xì)胞存在成熟問題，”Kwon說。研究人員認(rèn)為，這種情況是體外培養(yǎng)的人工環(huán)境造成的。
研究人員現(xiàn)在鑒定了涉及發(fā)育阻滯的確切通路，他們希望通過調(diào)節(jié)這些通路在體外建立成熟的心臟組織。研究人員還幾乎用自己的方法研究其它器官的組織成熟。（來源：生物通）
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