科学家找出使成年细胞分裂和繁殖的基因

资源：

格莱斯顿研究所

概要：

受到具有修复自身受伤器官的显着能力的鱼类或蝾螈的启发，科学家们多年来一直试图找到一种让人类成体细胞以类似方式分裂和再生组织的方法。一个团队终于开发出第一种可靠的方法，使成年细胞分裂并修复因心脏病发作而受损的心脏，至少在动物模型中。

一些生物具有显着的再生组织能力。例如，如果鱼或蝾螈遭受心脏损伤，他们的细胞能够分裂并成功修复受伤的器官。想象一下，如果你能做到这一点。

在胚胎中，人类心脏细胞可以分裂和繁殖，使心脏得以生长和发育。问题是，出生后，心肌细胞（心肌细胞）失去分裂能力。许多其他人类细胞也是如此，包括大脑，脊髓和胰腺细胞。

Gladstone研究所所长兼高级研究员Deepak Srivastava医师解释说：“由于许多成人细胞无法分裂，所以你的身体不能代替导致疾病的细胞丢失，”医学博士Deepak Srivastava解释说。 “如果我们能找到一种方法让这些细胞再次分裂，我们可以再生出许多组织。”

几十年来，科学界一直在努力做到这一点，并取得了有限的成功。到目前为止，尝试一直无效且重复性差。

在一篇发表在科学杂志Cell上的新研究中，Srivastava和他的团队终于达到了这个长期追求的目标。他们开发出第一种高效稳定的方法，使成年心肌细胞分裂并修复因心脏病发作而受损的心脏，至少在动物模型中是如此。

全世界有超过2400万人患有心力衰竭，除了终末期患者的心脏移植手术外，其他治疗方法很少。通过细胞分裂创造新的肌肉细胞的潜力，就像蝾螈所做的那样，可能为受伤心脏的数百万人带来新的希望。

释放成人细胞的潜力倍增

Srivastava和他的团队确定了四个参与控制细胞分裂周期的基因。他们发现，当这些基因结合在一起时（只有当它们结合时），这些基因会使成熟的心肌细胞重新进入细胞周期。这导致细胞分裂和快速再生。

“我们发现，当我们同时增加这四种基因的功能时，成人细胞能够再次开始分裂并再生心脏组织，”Tenaya Therapeutics的科学家和Srivastava实验室的前博士后学者Tamer Mohamed说，是该研究的第一作者。 “我们还表明，心衰后，这种基因组合显着改善心脏功能。”

科学家在动物模型和人干细胞衍生的心肌细胞中测试了他们的技术。他们使用严格的方法来追踪成年细胞是否真正在心脏中分裂，通过遗传学方法将新分割的细胞标记为易于监测的特定颜色。他们证明，由于四基因鸡尾酒，15%至20%的心肌细胞能够分裂并保持活力。

Srivastava还是加利福尼亚大学旧金山分校的教授，他说：“与之前的研究相比，这种方法的效率和可靠性显着提高，而这些研究只能导致1%的细胞分裂。 “当然，在人体器官中，基因的传递必须小心控制，因为过度或不需要的细胞分裂可能导致肿瘤。”

为了进一步简化他们的技术，该团队寻找方法来减少细胞分裂所需的基因数量，同时保持效率。他们发现他们可以通过用两种类似药物的分子替换四种基因中的两种来获得相同的结果。

再生多种人体组织

研究人员认为，他们的技术也可以用来哄其他类型的成人细胞再次分裂，因为他们使用的四种基因并不是心脏所特有的。

Srivastava说：“心脏细胞特别具有挑战性，因为当它们在出生后退出细胞周期时，它们的状态真正被锁定 - 这可能解释了为什么我们不会得到心脏肿瘤。 “既然我们知道我们的方法在这种困难的细胞类型中取得了成功，我们认为它可以用于解开其他细胞分裂的潜力，包括神经细胞，胰腺细胞，耳部毛细胞和视网膜细胞。”

这可能会产生一种强大的再生方法，不仅治疗心力衰竭，还可以治疗脑损伤，糖尿病，听力损失和失明。有一天，人类可能会超过蝾螈。