日前,一項(xiàng)刊登在國際雜志Circulation上的研究報(bào)告中,,來自伊利諾伊大學(xué)的研究人員通過研究鑒別出了一種能將皮膚細(xì)胞轉(zhuǎn)化為制造血管的細(xì)胞的關(guān)鍵分子開關(guān),,相關(guān)研究或有望用來修復(fù)心臟病患者受損的血管,或者在實(shí)驗(yàn)室中工程化制造新的血管,;研究者表示,,增強(qiáng)維持細(xì)胞年輕的酶類的特殊技術(shù)或許能夠抑制細(xì)胞在培養(yǎng)過程中衰老。
如今科學(xué)家們能夠利用多種方法將一種細(xì)胞類型轉(zhuǎn)化成為其它細(xì)胞類型,,其中所涉及的一種技術(shù)就是將成熟細(xì)胞轉(zhuǎn)化成為多能性干細(xì)胞,,隨后利用化學(xué)混合制劑誘導(dǎo)多能干細(xì)胞使其分化成為所想要的細(xì)胞類型。在過去幾年里,,科學(xué)家們開始開發(fā)一種折中的方法,,這種方法能夠讓皮膚細(xì)胞“時(shí)光倒流”,以便皮膚細(xì)胞失去成熟細(xì)胞的特性,,并且變得和干細(xì)胞一樣,。
研究者Jalees Rehman指出,這種方法并不能讓細(xì)胞完全恢復(fù)至多能干細(xì)胞的狀態(tài),,但卻可以使其進(jìn)入到一種中間前體細(xì)胞的狀態(tài),,祖細(xì)胞能夠被大量培養(yǎng)用于再生醫(yī)學(xué)療法,其并不像多能干細(xì)胞,,祖細(xì)胞僅能夠分化成為不同類型細(xì)胞,,而本文中研究者將其所開發(fā)方法稱之為“部分脫分化”作用(partial de-differentiation),。其它研究人員也在利用這種方法來制造能夠產(chǎn)生血管細(xì)胞的祖細(xì)胞,但截止到目前為止,,研究人員并不能完全理解該方法的作用原理,。
研究者認(rèn)為,如果不能很好地理解其中所涉及的分子過程,,他們就很難控制或者增強(qiáng)該方法來有效制造新生的血管,;如今研究者發(fā)現(xiàn),祖細(xì)胞能夠被轉(zhuǎn)化成為血管細(xì)胞或者紅細(xì)胞,,而這依賴于名為SOX17的基因轉(zhuǎn)錄因子的水平,;文章中,研究者測(cè)定了對(duì)血管產(chǎn)生非常重要的多個(gè)基因的水平,,隨著祖細(xì)胞慢慢轉(zhuǎn)化為血管細(xì)胞,轉(zhuǎn)錄因子SOX17的水平就會(huì)開始升高,。如果在祖細(xì)胞中增加SOX17的水平,,那么其分化為血管細(xì)胞的水平就會(huì)升高5倍;當(dāng)抑制SOX17的表達(dá)時(shí),,祖細(xì)胞就會(huì)產(chǎn)生較少的內(nèi)皮細(xì)胞,,反而就會(huì)產(chǎn)生一定的紅細(xì)胞。
Rehman說道,,SOX17參與其中顯得合情合理,,因?yàn)楫?dāng)血管形成時(shí),其在發(fā)育的胚胎中水平較高,;當(dāng)研究者將人類祖細(xì)胞嵌入凝膠,隨后將其植入到小鼠機(jī)體中時(shí),這些細(xì)胞就會(huì)自行組裝形成功能性的人類血管組織,,而不經(jīng)歷轉(zhuǎn)換過程的皮膚細(xì)胞在其植入后并不會(huì)形成血管組織,。當(dāng)將祖細(xì)胞植入到因心臟病發(fā)作而出現(xiàn)持續(xù)性心臟損傷的小鼠機(jī)體中時(shí),所植入的細(xì)胞就會(huì)在小鼠的心臟中形成功能性的人類血管組織,,當(dāng)其同小鼠的血管組織進(jìn)行連接時(shí)就會(huì)明顯改善小數(shù)的心臟功能,。
研究人員通過簡單的皮膚活組織檢查就能夠獲得成體皮膚細(xì)胞,這也就意味著,,這些皮膚細(xì)胞或許有望產(chǎn)生患者特異性地血管組織或紅細(xì)胞,,利用這種個(gè)體化的細(xì)胞就能夠降低患者機(jī)體排斥的風(fēng)險(xiǎn),因?yàn)橹踩氲难芙M織與受體組織有著相同的遺傳組成,。研究者表示,,祖細(xì)胞中有著較高水平的端粒酶,這種抗衰老的酶類能夠給端粒末端“加帽子”來預(yù)防其縮短,;當(dāng)細(xì)胞不斷分裂時(shí)端粒就會(huì)越來越短,,研究者認(rèn)為這是導(dǎo)致細(xì)胞衰老的根本原因,。Rehman指出,祖細(xì)胞中端粒酶水平的增加可能會(huì)帶來額外的好處,,利用部分脫分化技術(shù)就能夠幫助心臟病患者制造新的血管組織,,尤其是老年患者,由于年齡增加老年患者機(jī)體中的端粒會(huì)變短,,在實(shí)驗(yàn)室中轉(zhuǎn)換并且擴(kuò)大細(xì)胞培養(yǎng)的過程會(huì)加速細(xì)胞衰老并且損傷細(xì)胞的長期功能,,但如果細(xì)胞中端粒酶的水平較高,那么其過早衰老的風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)降低,。
當(dāng)然端粒酶還有一定的好處,,其在癌細(xì)胞中水平相當(dāng)高,這樣就能夠維持細(xì)胞過度分裂瘋長,,最后研究者Rehman表示,,我們非常關(guān)心腫瘤形成的風(fēng)險(xiǎn),但目前我們并未在任何實(shí)驗(yàn)中觀察到這種風(fēng)險(xiǎn),,因此我們的確應(yīng)當(dāng)通過研究確定這些細(xì)胞對(duì)人類的有效性和安全性,,后期我們還需要在大型的動(dòng)物中進(jìn)行長期的實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行驗(yàn)證。