《Circulation》：重編程細胞可以長成新血管
日期：2014-11-11 08:51:40
最近，美國休斯敦衛理公會研究所的科學家們，通過將人類瘢痕細胞轉化為血管細胞，開發出一種新的方法來修復受損組織，相關研究結果發表在最近的《Circulation》（2014年最新影響因子14.948）。
休斯敦衛理公會研究所的心血管科學家們，與斯坦福大學和辛辛那提兒童醫院的同事合作，發現纖維母細胞（fibroblasts，引起疤痕形成的細胞，在人體中非常豐富）可以被誘導成為內皮細胞，內皮細胞是形成血管內皮的一種完全不同類型的成人細胞。
本研究首席研究員、休斯敦衛理公會研究機構心血管科學系主席John Cooke博士稱：“據我們所知，這是第一次完成從一種小分子和蛋白到一種治療性細胞類型的轉移分化（trans-differentiation）。在這種特定情況下，我們發現一種方法，能夠幾乎按照命令將纖維母細胞變成‘變身者’”。
Cooke說，再生醫學方法為一種小分子療法提供了概念驗證，這種療法將來可用來增強心血管損傷或其他損傷的愈合。
其他研究小組利用傳染性病毒顆粒（特別設計用于將基因操縱DNA傳遞到細胞），已經成功地產生了內皮細胞。DNA可編碼稱為轉錄因子的蛋白質，來改變基因表達模式，因此細胞表現得跟內皮細胞差不多。
Cooke說：“利用病毒將基因傳遞到細胞內，還存在一定問題。這種基因治療方法更加復雜，利用病毒載體意味著，可能會對患者染色體造成損傷。我們認為，用一種小分子方法來轉化細胞，用于臨床療法將更加的可行和安全。”
Cooke及其共同作者描述的這種新方法，首先將纖維母細胞暴露于poly I:C（聚肌胞：聚胞苷酸，一小段雙鏈RNA，可結合宿主細胞受體TLR3），誘導細胞起反應，好像被病毒攻擊了一樣。2012年Cooke及其同事在《Cell》雜志報道稱，纖維母細胞對一種病毒攻擊的反應——在這種情況下，是一種偽造的病毒攻擊——似乎是使纖維母細胞轉移到一種新細胞命運的一個關鍵步驟。在用poly I:C進行處理后，研究人員觀察到了核染色質的重組，從而使以前封鎖的基因得以表達。然后，用諸如VEGF（已知能較輕微地迫使分化細胞變成內皮細胞）這樣的因子處理纖維母細胞。
Cooke及其同事在《Circulation》的研究中報道稱，約2%的纖維母細胞，被從纖維母細胞轉化為內皮細胞，這個比例與其他研究小組利用病毒和基因療法獲得的結果相差無幾。但是Cooke表示，他研究小組這項初步的、未發表的研究，或許能夠獲得高達15%的轉化比例。
Cooke說：“這就是我們認為轉化細胞產量需要改進的地方。你不想所有的纖維母細胞被轉化——纖維母細胞發揮眾多重要的功能，包括制造使組織結合在一起的蛋白質。我們的方法將一些疤痕細胞轉化為血管細胞，而血管細胞則將提供給血流來愈合損傷。”
在這項研究的第二部分，科學家們將轉化的人類細胞導入后肢血流較差的免疫缺陷小鼠。人類血管細胞可增加小鼠后肢中的血管數量，改善血液循環。
Cooke說：“細胞可自發地形成新血管——它們自組裝。我們的轉化細胞似乎能在動物體內形成毛細血管，與現有的的血管結合。”
Cooke也是休斯敦衛理公會研究所心血管再生中心主任，他指出，弄清如何操縱一種類型的成人細胞轉化為一種完全不同類型的細胞，作為一個科學和臨床領域，將是再生醫學發展的一個重要部分。人類通常不能再生嚴重損傷的組織，而其他動物，如一些蠑螈和扁形動物，能夠再生完全喪失的四肢——甚至整個頭部。
Cooke說：“有可能是，這種小分子方法的修改，可以用來產生治療興趣的其他體細胞。我們現在看到的是，隨著適當的刺激而出現細胞命運易變性的證據。如果我們能了解根本途徑和如何操縱它們，我們就可以很好地了解如何再次喚醒再生的最初機制——在蠑螈等較低等脊椎動物中非?；钴S。”
Cooke表示，在他的研究小組開始臨床試驗之前，還需要進行更多的動物模型研究。
Cooke說：“下一步將是，探究是否我們能夠拯救受傷的動物。我們想知道，這種療法是否能夠通過增加因局部缺血受損的組織中的血流，而增強愈合。”
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