作者:Mauro Giacca 来源:《自然》 发布时间:2013-1-24 11:17:51
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人类microRNAs可以刺激成年鼠心脏细胞增殖
 
人类在出生后不久,心脏细胞即会丧失它们大部分的增殖与再生能力,这使得在生命后期心脏难于从损伤中恢复过来。现在研究人员发现了4个人类microRNAs,证实它们可以刺激培养物中的成年鼠心脏细胞增殖,当小鼠心脏病发作时可帮助防止损伤。这一研究在线发表在12月5日的《自然》(Nature)杂志上。如果microRNAs能够在人类心肌细胞中发挥相似的作用,它们或许有潜力成为心脏损伤的一种新再生疗法。
 
华盛顿大学分子生物学家Scot Matkovich(未参与该研究)说:“这是一种不同的修复受损心脏组织的方法。相比于以干细胞为基础的方法是将新细胞整合到心脏之中,microRNAs (miRNAs)有可能是一种新的途径,在天然环境中直接唤醒心脏损伤附近的心肌细胞,由此它们可以更进一步地增殖,填补缺口。”
 
出生后不久,哺乳动物心脏细胞即丧失了它们大部分的增殖能力,这使得在心脏病发作后难于修复受损的心脏组织。当前正在进行验证的一种方法是利用干细胞,在实验室将它们分化为心肌细胞,然后移植到受损心脏中。
  
然而由于很难将新细胞与现有系统融为一体,到目前为止干细胞方法一直受阻。“植入的干细胞源性心肌细胞会设法建立自己的跳动节律,它们难以与心脏的其余细胞保持同步,” Matkovich说。MicroRNAs通过靶向存在于心脏中的细胞,绕过了这一障碍。
 
研究的领导者、意大利国际遗传工程和生物技术中心分子生物学家Mauro Giacca说:“或许我们可以从蝾螈和某些鱼类动物中学到一些经验,直到成年期它们的心脏都能维持再生能力。鱼的心脏细胞再生并不依赖于干细胞或其他复杂的过程。在心脏损伤后,鱼心脏细胞会轻微去分化(de-differentiate),恢复增殖直至整个器官完全修复。”
 
Giacca和第一作者Ana Eulalio认为能够调控基因网络的miRNAs有可能参与了受损组织修复。事实上,以往的研究已经确定miRNAs在调控心脏细胞大小和抑制心肌细胞增殖中起重要作用。
 
为了检验准这一想法,Giacca研究小组筛查了一个人类miRNAs文库。在体外实验中,他们用不同的miRNAs转染大鼠新生心肌细胞,并检测了细胞增殖和分裂。科学家们鉴别了200种促进细胞增殖的miRNAs,进一步缩小范围至4种,这些microRNAs可以诱导成体大鼠心肌细胞增殖,从而提高了在人类中同样发挥作用的可能性。
 
Giacca和同事们进一步测试了其中的两种miRNAs,将它们注入到新生小鼠和大鼠的心脏。荧光显微镜检查显示在miRNA注入后大鼠新生心肌细胞发生了增殖。在注入12天后小鼠新生心脏扩大,但细胞并未显示增大的迹象,这表明器官中的细胞数量在增多。
 
重要的是,在诱导心脏病发作后立即给予miRNAs,成体大鼠心脏显示损伤减少,相比未接受治疗的大鼠,治疗组大鼠心脏维持了功能。如果miRNAs能在人类心脏中促进增殖,Giacca期望它们有可能获得治疗应用,不仅用于心脏病发作,还可用在任何心脏组织需要修复的情况下,例如在搭桥手术中。
 
然而Matkovich也表示miRNA治疗需要谨慎对待。到目前为止,在心脏病发作后不久立即给予miRNAs可以帮助防止心脏损伤,这与大多数人的心脏病发作病史并无特别相关。然而更迟给予miRNAs是否仍然能帮助修复损伤还有待观察。
 
此外,哈佛大学医学院分子生物学家Da-Zhi Wang提出还需要仔细注意miRNA表达的长期影响。尽管Da-Zhi Wang认为miRNA刺激心脏细胞再生“肯定有前景,且是正确的方向,”仍然需要开展更多的研究来检测更长的时程,以及miRNA注射对于其他组织的影响。
 
事实上,Giacca和同事们已经在更大的动物中开展安全和有效性研究。他们也获得了一些人类细胞的有前景的数据,现在他们正着手解决治疗中的miRNA传递问题。Giacca说:“我们感到非常的兴奋。有可能无需复杂的程序就可以刺激心脏修复。”(来源:生物通 何嫱) 
 
 
 
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