最新报道-直接将纤维细胞变成心肌细胞

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        据英国《每日电讯报》8月5日报道，美国研究人员发现了一种将老鼠心脏内的成纤维细胞直接变成心肌细胞的新方法。研究人员表示，此方法一旦在人体试验中获得成功，再生的心肌组织将可用以修复因自然衰老和心搏停止导致的损伤，同时还可避免干细胞疗法的安全隐患。该研究发表在最新一期的《细胞》杂志上。   

　　现有方法对心脏损伤的治疗效果不够理想，存在的主要问题是，在心脏病发作过程中，心肌细胞死亡后，无法重新激活心肌细胞和周围的结缔组织——成纤维细胞。成纤维细胞功能活动旺盛，对不同程度的细胞变性、坏死和组织缺损以及骨创伤的修复意义重大。

　　因此，有很多科学家尝试使用患者自身干细胞来修复受损的心脏。干细胞是人体基本组成细胞之一，具有发育成各种人体组织的能力。科学家希望，在把干细胞注入患者血管后，它们能够发挥自身特点，对心脏肌肉起到修补作用。

　　但美国加州大学格拉德斯通心血管疾病研究所的迪帕克·斯里瓦斯塔瓦团队则通过对成纤维细胞进行重新编程，直接变成心肌细胞来修复受损的心脏。研究人员还发现，不相干的成体细胞可不用回到干细胞状态而直接从一种细胞重组为另一种细胞，从而避免了干细胞疗法中存在的各种安全隐患（如形成肿瘤等）。

　　新方法同使用干细胞修复心脏的工作原理大致一样。不同之处在于，使用干细胞修复心脏时，研究人员一般在人体外培育心肌细胞，再将其注入人体内。而新方法则只需要在心肌受损的地方，将结缔组织变为心脏肌肉细胞即可。

　　研究人员开始时使用了14种对心脏形成至关重要的遗传因子，这些因子共同作用可将成纤维细胞重组成心肌样细胞。之后，研究人员发现，其中的3个因子组合后就足以有效地将成纤维细胞转换为心肌样细胞，并打开了大多数心肌细胞中的相同基因表达。

　　研究人员将心肌转录因子GATA4、肌细胞增强因子Mef2c和转录因子Tbx5装在一个支架上，将支架放置在冠状动脉中，在一两周时间内，转录因子对成纤维细胞进行重新编程后将其变为了心肌样细胞。

　　研究人员在老鼠身上进行的试验表明，在将这3种转录因子引入老鼠的心脏后仅一天时间，在跳动的心脏内，超过20%的成纤维细胞最终“变身”为心肌细胞。

　　研究人员表示，心脏中一半的细胞是成纤维细胞，能够通过重新编程将成纤维细胞直接变成心肌细胞对心脏再生医学具有重要的意义。他们将在接下来的5年内开展人体临床试验。（刘霞）   



        美国科研人员在组织再生技术上取得突破，今后或许无需依靠干细胞、移植器官或其他人造仪器，也可能修复受损的器官。

　　美国两组科学家日前发表的报告显示，组织再生技术还需要进行更深入的研究，才能在人体上测试，但他们的发现，是科学界在组织再生技术上所取得的长足进展。

　　旧金山的加利福尼亚州大学格拉斯顿心血管病研究所一组科研人员利用三种称为Gata4、  Mef2c和Tbx5基因，将老鼠体内原本只具有结构功能的普通成纤维细胞(fibroblasts)转变为搏动心脏细胞。

　　加州斯坦福大学的另一组人员同样以老鼠进行实验，他们发现抑制两种基因的功能，将使老鼠的心脏肌肉组织重新分裂成长。

　　参与拉斯顿研究所研究工作的爱田医生表示，科学家花了20年的时间，研究将普通细胞转变为心脏肌肉细胞，现在他们发现只要进行正确的基因组合就可以办到。

　　他说，把经过基因组合的细胞植入老鼠体内，在几天内就可以变成搏动的心脏细胞。

　　斯坦福大学干细胞生物学和再生医学研究所的布劳说，他们以老鼠进行研究，找出两栖动物水螈的四肢可再生，而哺乳动物却无法再生的原因。

　　他们发现，哺乳动物“放弃”再生能力，是因为再生可能导致癌症。而一种称为肿瘤抑制的基因(Rb)和另一种称为ARF的基因便具有阻止再生的功能。

　　科研人员说，当Rb和ARF受到抑制时，老鼠的心脏肌肉细胞就会重新分裂成长。



        日本和美国的研究人员６日在《细胞》杂志网络版上发表论文说，他们通过在纤维原细胞中植入特定的３种基因，成功培育出心肌细胞。

        研究人员发现，在小鼠胚胎的心脏中，有３种基因是生成心肌细胞必不可少的。通过向纤维原细胞中植入这３种基因，可以获得驱动心跳的心肌细胞。

        研究人员指出，与利用诱导多功能干细胞（ｉＰＳ细胞）培育心肌细胞相比，这种方法更加安全、简捷。

        该项研究负责人日本庆应大学助教家田真树说：“今后将确认是否可以用同样方法制造出人类心肌细胞。如果可行，心肌梗塞患者将无需接受开胸手术，而只需通过导入这些基因，让那里的纤维原细胞直接生成健康的心肌细胞。”



细胞生物学家有时看起来就像是现代的炼金术士。取而代之的是他们并非要把铅或稻草变成金子，而是将一类细胞转化为另一种更有用的细胞。如今，一个研究小组找到了一条途径，能够将非常普通的心脏细胞转化为受损心脏所缺失的细胞。      

一颗健康的心脏是几类细胞的混合物，包括心肌细胞——负责跳动的肌肉细胞，心脏成纤维细胞——负责提供结构支撑并帮助所有心脏细胞在一起工作。当哺乳动物的心脏受伤后，例如心脏病发作，它便会形成以成纤维细胞而非心肌细胞为主的疤痕组织。正因如此，心脏便难以完全恢复其供血的能力。发育生物学家、美国加利福尼亚州旧金山市格拉德斯通心血管疾病研究所的心血管研究人员Deepak  Srivastava及其同事寻思，一些有关细胞组成的神秘变化是否能够促使成纤维细胞变成心肌细胞。      

研究人员使用了一种名为细胞重新编程的技术——已有人证明这种技术可以将一类细胞变成另一类细胞。他们向小鼠心脏成纤维细胞中嵌入了十多种基因的拷贝——这些基因已知在心脏的发育中扮演了一个角色，随后研究人员便观察是否有任何细胞表现出了心肌细胞的特征。在几轮实验之后，研究人员鉴别出有3种基因联合完成了这项使命。研究小组随后向在实验室中培育的心肌细胞中嵌入了这3种基因的额外拷贝，两周后，大约20%的细胞表现出了心肌细胞的特征——表达了肌肉细胞所特有的基因。而经过一个月的发育，这些经过重新编程的细胞开始收缩，就像跳动的心肌细胞那样。研究人员在8月6日出版的《细胞》杂志上报告了这一研究成果。并未参与该项研究的心脏干细胞研究人员、荷兰莱顿大学医学中心的发育生物学家Christine  Mummery表示，这些重新编程的细胞无论外观还是作用都令人信服地与真正的心肌细胞一模一样。      

然而这些细胞是否真的有助于修复一颗受损的心脏依然是一个未解决的问题。迄今为止，移植的由胚胎干细胞形成的心肌细胞并没有像希望的那样工作——新细胞似乎无法完全融入心脏组织。Srivastava指出，如果理想的话，研究人员将找到能够替代这个三基因混合物的小分子。这种分子能够直接适用于一颗受损的心脏，并将成纤维细胞转化为心肌细胞。他推测，这将带来更有效的修补手段。Mummery对此表示赞同。她说，在心脏中直接重新编程细胞“可能比移植更令人感兴趣”。Mummery表示，现在一个最重要的问题是相同的“炼金术”是否也对人的心脏细胞奏效。