研究人員通過研究發(fā)現(xiàn),一種特殊的分子開關或可促進胚胎心臟細胞發(fā)育生長成為成熟的成年心臟細胞;該研究或可幫助理解人類心臟發(fā)育成熟的機制,同時也可以促進研究人員開發(fā)新型實驗室方法來制造和成體心臟細胞功能類似的心臟細胞。
文章中,研究者表示,如今盡管我們可以誘導胚胎干細胞變成心臟細胞,但促進其成熟成為成體狀態(tài)的心臟細胞卻是一大挑戰(zhàn);我認為本文研究中我們發(fā)現(xiàn)了可以促進心臟細胞成熟的主要分子開關。在出生前和出生后數(shù)個月里,嬰兒的心臟細胞會經歷巨大的改變,細胞伸長、發(fā)育產生復雜的元素幫助其收縮,從依賴葡萄糖代謝產能轉化成為依賴機體脂肪代謝的能量,這些改變會促進新生兒心臟生長,但其心臟成熟的機制卻并不清楚。
這項研究中,研究人員對20天的人類胚胎干細胞衍生的心肌細胞及成熟的13個月的心肌細胞進行研究,對這些細胞產生的RNA的轉錄組進行了分析,這種分析可以詳細說明在某一個特定時間里細胞所產生的RNA的水平和類型;研究者重點對一類名為microRNA的分子進行了分析,這類RNA分子可以控制基因表達,并且?guī)椭{節(jié)細胞的發(fā)育、生長及功能。
研究者表示,當對比20天和13個月的心肌細胞的microRNA水平時,我們發(fā)現(xiàn)了一類名為let-7的microRNA家族,let-7在成熟細胞中的水平可以增加1000倍,更有意思的是let-7家族可以影響許多調節(jié)葡萄糖代謝的基因的表達,比如PI3/AKT/胰島素途徑等。為了更深一步研究let-7 microRNA在心臟細胞中成熟中所扮演的角色,研究者進行了后期研究,結果發(fā)現(xiàn),當降低let-7水平時,細胞會恢復基于葡萄糖的代謝模式,而且細胞會變小、結構和功能趨于不成熟;反之則細胞會開啟基于脂肪酸的代謝模式,細胞會變得強壯、結構和功能也趨于成熟。
研究者指出,let-7 microRNA或可通過扮演關鍵的基因調節(jié)子來驅動細胞代謝和功能性的成熟,let-7對于誘導干細胞衍生的心肌細胞的成熟非常關鍵,其或許可以作為一種新型靶點來幫助研究人員開發(fā)促進心臟細胞成熟的新型靶向性療法。