技術文獻
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近日北卡羅來納大學教堂山分校的研究人員首次開發出一種穩定,可重復的平臺,可將人成纖維細胞重編程為心肌細胞。他們通過利用最新的單細胞技術和數學模擬,制定了一個高分辨率的分子路線圖,指導精確有效的重編程。
這一研究成果公布在6月20日的Cell Stem Cell雜志上,由北卡羅來納大學教堂山分校McAllister心臟研究所錢麗(Li Qian)博士領導完成。
這一研究組在人類心臟成纖維細胞中加入了三種基因:Mef2c,Gata4和Tbx5的混合物,其劑量經過特殊的優化。為了提高效率,他們篩選了一系列補充因子,從中鑒定了MIR-133,MIR-133這是一種小RNA分子,當把它加入到三基因混合物時,就能將人心臟成纖維細胞重編程為心肌細胞,效率高達40%至60%。
之后,他們希望能解答這種細胞是如何轉化為心肌細胞的分子機制。為此,研究人員研究了重編程過程中各個細胞的分子變化,這樣他們找到了重編程過程中的一個關鍵點,也就是細胞必須“決定”編程心肌細胞,還是回歸到它們之前成纖維細胞命運之間的關鍵點。一旦這個過程開始了,就會有一系列的信號分子和蛋白質讓細胞進入到不同的分子途徑上,這決定了它們分化的細胞類型。
此外,研究人員還創建了一種獨特的細胞命運指數,定量評估重編程的進展。利用該指數,研究人員發現人類心臟重編程的進展速度比先前描述的小鼠重編程慢得多,這揭示了物種和重編程條件之間的關鍵差異。