人類成纖維細(xì)胞被重新編程為心肌細(xì)胞樣細(xì)胞。免疫熒光顯示不同的分子。DNA（藍(lán)色），心臟肌鈣蛋白T（橙色），和α肌動(dòng)蛋白（綠色）。

 

　　北卡羅來(lái)納大學(xué)教堂山分校的研究人員在最近發(fā)表在《細(xì)胞干細(xì)胞》雜志上的一項(xiàng)研究中，發(fā)現(xiàn)了一種更簡(jiǎn)化和有效的方法來(lái)重新編程成纖維細(xì)胞，也就是構(gòu)成疤痕組織的細(xì)胞，成為健康的心肌細(xì)胞（心肌細(xì)胞）。成纖維細(xì)胞負(fù)責(zé)構(gòu)成纖維狀、僵硬的組織，在心臟病發(fā)作后或因心臟病而導(dǎo)致心臟衰竭。將成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化為心肌細(xì)胞正在被研究為未來(lái)可能的治療方法，甚至是治愈這種廣泛而致命的疾病。

　　令人驚訝的是，新的心肌細(xì)胞制造方法的關(guān)鍵竟然是一種蛋白質(zhì)Ascl1，一種已知在成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化為神經(jīng)元過(guò)程中很重要的基因活性控制蛋白，Ascl1以前被認(rèn)為是神經(jīng)元特異性的。

 

　　該研究的高級(jí)作者、聯(lián)合國(guó)大學(xué)病理學(xué)和實(shí)驗(yàn)室醫(yī)學(xué)系副教授、聯(lián)合國(guó)大學(xué)醫(yī)學(xué)院麥卡利斯特心臟研究所副主任Li Qian博士說(shuō)："這是一個(gè)突破性的發(fā)現(xiàn)，我們希望它在開(kāi)發(fā)未來(lái)的心臟療法和潛在的其他種類的治療性細(xì)胞重編程中發(fā)揮作用。"

 

　　在過(guò)去15年里，科學(xué)家們開(kāi)發(fā)了各種技術(shù)，將成人細(xì)胞重新編程成為干細(xì)胞，然后誘導(dǎo)這些干細(xì)胞成為其他類型的成人細(xì)胞。最近，科學(xué)家們一直在尋找更直接地進(jìn)行這種重編程的方法-直接從一種成熟細(xì)胞類型變成另一種。人們一直希望，當(dāng)這些方法被制成最大限度的安全、有效和高效時(shí)，醫(yī)生將能夠使用簡(jiǎn)單的注射給病人，將致害細(xì)胞重新編程為有益細(xì)胞。

 

　　"重編程成纖維細(xì)胞一直是該領(lǐng)域的重要目標(biāo)之一，"Qian說(shuō)。"成纖維細(xì)胞過(guò)度活躍是許多重大疾病和病癥的基礎(chǔ)，包括心力衰竭、慢性阻塞性肺病、肝病、腎病和中風(fēng)后出現(xiàn)的疤痕狀腦損傷。"

 

　　在這項(xiàng)新研究中，Qian的團(tuán)隊(duì)，包括共同第一作者博士后Haofei Wang和醫(yī)學(xué)博士/博士生Benjamin Keepers使用三種現(xiàn)有技術(shù)將小鼠成纖維細(xì)胞重新編程為心肌細(xì)胞、肝細(xì)胞和神經(jīng)元。他們的目的是對(duì)這三種不同的重編程過(guò)程中細(xì)胞的基因活動(dòng)模式和基因活動(dòng)調(diào)節(jié)因子的變化進(jìn)行編目和比較。

 

　　出乎意料的是，研究人員發(fā)現(xiàn)，將成纖維細(xì)胞重新編程為神經(jīng)元時(shí)，激活了一組心肌細(xì)胞的基因。很快，他們確定這種激活是由于Ascl1，即用于制造神經(jīng)元的主程序員"轉(zhuǎn)錄因子"蛋白之一。

 

　　由于Ascl1激活了心肌細(xì)胞基因，研究人員將其加入他們一直用于制造心肌細(xì)胞的三種轉(zhuǎn)錄因子雞尾酒中，隨后他們驚訝地發(fā)現(xiàn)，這極大地提高了重編程的效率--成功重編程的細(xì)胞比例超過(guò)了10倍。事實(shí)上，他們發(fā)現(xiàn)，他們現(xiàn)在可以省去原來(lái)的三種因子中的兩種，只保留Ascl1和另一種叫做Mef2c的轉(zhuǎn)錄因子。

 

　　在進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)中，他們發(fā)現(xiàn)有證據(jù)表明Ascl1本身可以激活神經(jīng)元和心肌細(xì)胞的基因，但當(dāng)它與Mef2c一起使用時(shí)，就會(huì)從促進(jìn)神經(jīng)元的作用中轉(zhuǎn)移出來(lái)。在與Mef2c的協(xié)同作用下，Ascl1開(kāi)啟了一組廣泛的心肌細(xì)胞基因。

 

　　Qian說(shuō)："Ascl1和Mef2c一起工作，發(fā)揮出有利于心肌細(xì)胞的作用，而這兩個(gè)因子都沒(méi)有單獨(dú)發(fā)揮出這種作用，因此是一種強(qiáng)有力的重編程雞尾酒。"

 

　　研究結(jié)果表明，用于直接細(xì)胞重編程的主要轉(zhuǎn)錄因子不一定只針對(duì)一種目標(biāo)細(xì)胞類型。

 

　　也許更重要的是，它們代表了在未來(lái)細(xì)胞重編程治療重大疾病的道路上邁出的另一步。Qian說(shuō)，她和她的團(tuán)隊(duì)希望制造出一種二合一的合成蛋白，其中包含Ascl1和Mef2c的有效位點(diǎn)，并可以注射到衰竭的心臟中以修補(bǔ)它們。