Cell子刊：心碎了干細胞來補
日期：2012-08-07 08:02:38
多年來，科學家一直在尋求能夠用于體外心臟功能研究的細胞來源，甚至希望這些細胞能夠替代心臟病患者受損的心臟組織。為此，許多研究者都不約而同的將目光投向了干細胞。Sanford-Burnham醫學研究所、人類生物大分子研究所和ChemRegen公司的研究人員進行了八年的研究，終于成功找到了將干細胞轉化為心臟細胞的分子。該研究團隊通過大量篩選，發現了一個合成分子ITD-1能使干細胞無限生成心臟細胞，該文章發表在8月3日的Cell Stem Cell雜志上。
“由于機體無法更新心臟病中受損的心肌，這種疾病會不可逆的使心臟功能逐漸衰弱并最終導致死亡。目前替換受損心肌細胞的唯一方法是移植整個心臟，”文章的資深作者Mark Mercola博士說。“而利用藥物使干細胞生成新的心肌細胞顯然比心臟移植好得多。”
大海撈針干細胞的重要性在于其具有兩種能力，自我更新產生更多的干細胞以及分化為其他特化的細胞類型。要得到大量特定細胞類型（如心臟細胞），最困難的是找出指導干細胞分化為所需細胞類型的信號。而人們對于控制胚胎干細胞形成心肌細胞的細胞信號還所知甚少。
為此，研究團隊用了15年時間在胚胎和干細胞中尋找這種信號。為了找到能促進心臟再生的合成分子，研究人員通過小鼠胚胎干細胞ESC的分化實驗，采用復雜的自動化技術對海量的小分子化合物進行了篩選，以檢測它們添加到干細胞中能否促使心肌細胞產生。最終，研究人員在小分子海洋中找到了自己需要的那根繡花針，化合物ITD-1。
詳細機制研究人員發現ITD-1能夠阻斷TGF-β的信號傳導。TGF-β（轉化生長因子β的縮寫）是一種由細胞合成來影響其他細胞行為的蛋白，如增殖和干細胞分化。TGF-β從細胞外作用于細胞，與細胞表面的受體結合來起始細胞內的信號級聯反應，從而導致基因開啟或關閉，最終改變細胞的行為。
ITD-1會引發TGF-β受體的降解，由此抑制整個TGF-β信號傳導過程。當TGF-β信號關閉，干細胞就會進入心臟發生過程。ITD-1是科學家發現的首個TGF-β的抑制物，這也意味著它能應用于其他一些由TGF-β控制的生物學過程。
醫療應用研究人員稱，ITD-1用于治療沒有缺陷。“這種分子能夠在受損心臟中促使干細胞分化，”文章第一作者Erik Willems博士說。“它可以作為心血管疾病新藥物的基礎，能在心力衰竭中限制瘢痕擴大并促使新心肌形成。”
研究人員正在和ChemRegen, Inc.公司合作，希望進一步將ITD-1開發成為能夠應用于臨床的藥物。
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