Исследователи Пенна определили стволовые клетки-предшественники, которые формируют исключительно сердечную мышцу
Добавить в закладки
Статьи

Исследователи Пенна определили стволовые клетки-предшественники, которые формируют исключительно сердечную мышцу

Будущие методы лечения сердечной недостаточности, вероятно, будут включать стволовые клетки и связанные с ними факторы роста, которые регенерируют сердечную мышцу. Ученые из Медицинской школы Перельмана при Пенсильванском университете только что сделали важный шаг на пути к этому будущему, определив стволовую «клетку-предшественницу», которая производит только клетки сердечной мышцы.

Hopx + клетки (зеленые) в раннем эмбрионе, способные к размножению. Красный — пролиферирующие клетки; синий — ядра клеток.

Предоставлено: Децян Ли, Раджан Джайн, Джонатан А. Эпштейн. Медицинский факультет Перельмана, Пенсильванский университет

Ссылки по теме
Медицинский факультет Перельмана при Пенсильванском университете

Система здравоохранения Пенсильванского университета

«Мы определили клетку-предшественницу, которая отвечает за создание сердечной мышцы, и мы начали определять факторы, которые заставляют эту клетку расти и формировать клетки сердечной мышцы», — говорит старший автор Джонатан Эпштейн, доктор медицинских наук , председатель Cell и Кафедра биологии развития.

Отчет Эпштейна и его лаборатории появится на этой неделе в обложке журнала Science .

Эволюция оставила сердце млекопитающих с относительно небольшой способностью к самовосстановлению по сравнению с кожей, костью и другими тканями, возможно, потому, что обширный процесс восстановления поставил бы под угрозу способность сердца продолжать работать. Тем не менее, ученые пытались найти способы усилить ограниченный регенеративный потенциал сердца и искали ключи в эмбриональной фазе жизни, когда сердце формируется из стволовых сердечных клеток-предшественников (CPC).

Основная цель состояла в том, чтобы понять, как CPC дают начало различным типам клеток зрелого сердца, включая мышечные клетки (кардиомиоциты) и эндотелиальные клетки, выстилающие сердечные камеры и клапаны. В частности, ученые хотели идентифицировать клетки-предшественники, которые созрели сразу после «мультипотентного» состояния CPC, чтобы они были готовы к созданию только одного типа сердечных клеток.

Кардиомиобласт
В новом исследовании Эпштейн и его коллеги определили сердечного предшественника, который они назвали кардиомиобластом, который дает начало исключительно кардиомиоцитам. Открытие произошло несколько неожиданно, так как исследователи в лаборатории Эпштейна провели эксперименты по «отслеживанию клонов» на CPC мышей, пометив разные клетки флуоресцентными маяками и наблюдая за их судьбой по мере их размножения и созревания. Ученые обнаружили, что CPC, экспрессирующие определенный белок под названием Hopx, всегда продолжали формировать кардиомиоциты.

«Мы думали, что Hopx также будет маркировать мультипотентную клетку-предшественницу, и мы были удивлены, узнав, что она маркирует только клетки, которые производят сердечную мышцу. Когда мы это осознали, это был захватывающий момент в лаборатории », — говорит Эпштейн.

Hopx был известен как маркер клеток-предшественников в других тканях, включая кишечник, волосяные фолликулы и легкие. Эпштейн и его коллеги впервые связали его с развитием сердца в исследовании, опубликованном в 2002 году, отметив, что его делеция приводит к серьезным порокам сердца у мышей и рыбок данио.

Чтобы узнать больше о роли Hopx в развитии сердца, соавтор Раджан Джайн, доктор медицины , кардиолог и инструктор отделения медицины, сверхэкспрессировал его в сердцах эмбриональных мышей и заметил, что на ранней стадии развития это избыточное выражение привело к увеличение количества кардиомиоцитов. Он также обнаружил, что Hopx оказывает этот эффект, подавляя активность генов в сигнальном пути Wnt, который помогает поддерживать некоторые клетки в мультипотентном, подобном стволу состоянии. Напротив, эмбриональные клетки сердца, лишенные Hopx, обнаруживают более высокие уровни передачи сигналов Wnt и дают гораздо меньше миоцитов.

Исследователям известно, что подавление передачи сигналов Wnt в мультипотентных клетках-предшественниках обычно побуждает их двигаться в сторону более зрелого типа клеток. В сердце и других тканях этот процесс был связан с активностью другого белка, называемого Bmp. Джейн и его коллеги обнаружили, что для развития сердечных клеток Hopx является критическим посредником, связываясь с белками Smad, чтобы работать в качестве силовых механизмов Bmp в подавлении передачи сигналов Wnt.




Добавить в избранное Версия для печати
Поделитесь:
Автор: admin
Опубликовано: 28.01.2021

Adblock
detector
  X