科学家引发肌肉干细胞分化

(欧宝娱乐地址医学Xpress)——一块微小的RNA扮演一个关键的角色在决定当从小鼠肌肉干细胞激活并开始分裂,据斯坦福大学医学院的研究人员。这一发现可以帮助科学家们了解如何准备人类肌肉干细胞用于治疗肌肉萎缩症和衰老通过控制他们的激活状态。

这是第一次,一个小监管RNA,称为微,已经涉及到成年干细胞的保养休息,或静止状态。

“虽然表面上静止状态似乎是相对静态的,很积极维护,”Thomas金兰说,医学博士,博士,神经病学和神经科学教授。“我们发现改变的只是一个特定的microRNA在肌肉干细胞休息,但是,春天使他们采取行动。”

金兰,斯坦福大学的格伦·实验室主任的生物学衰老和长寿的斯坦福中心副主任,是这项研究的资深作者,发表在2月23日自然。博士后学者汤姆张博士是该研究的第一作者。

与血液中的干细胞或皮肤,肌肉干细胞大部分时间生活依偎在周围的组织。“他们不做得大部分时间,”兰多说道。“他们仍处于静止状态的大部分时间一个人的生活。然而,当你伤害你的肌肉,他们开始将去修理损坏的地方。“像所有成人干细胞,每一块肌肉干细胞变成了两个子细胞:一个具有干细胞特性,和其他继续分裂成为成熟的肌肉细胞和纤维补充那些损坏。没有这样的“非对称”部门,干细胞损伤后很快就会耗尽。

确定什么调用干细胞开始分裂是一个重要的使用它们在人类治疗的第一步。理解也是一个关键肌肉的年龄和他们为什么随着时间的推移变得不那么能够修复正常的磨损。

“如果你要用肌肉干细胞治疗疾病或衰老,你希望能够移植细胞,具有最大的潜力在收件人新的肌肉,”兰多说道。“静止状态最接近他们的身体。如果你允许他们将在实验室在移植之前,它们并不是那么有效。这微rna可能允许我们在积极分裂细胞之间来回切换和静止状态。”

近年来,小分子核糖核酸,只有约20个核苷酸长,出现了从默默无闻到索赔作为关键调控分子细胞。被绑定到信使RNA分子工作委托转达的信息从DNA的细胞核在细胞的细胞质蛋白质合成器。一旦绑定,要么小分子核糖核酸信使目标核糖核酸破坏或干扰其被翻译成蛋白质的能力。小分子核糖核酸最近被证明参与控制胚胎干细胞的命运,所以斯坦福团队怀疑他们也扮演了一个角色在成人肌肉干细胞。

研究小组发现,当他们暂时抑制功能的小分子核糖核酸休息肌肉干细胞老鼠,细胞自发激活并开始分裂。他们还发现成人肌肉干细胞在组织较少,和那只老鼠肌肉纤维中微rna功能是抑制能力弱于正常肌肉修复肌肉损伤。

比较小分子核糖核酸的表达水平之间的休息和激活肌肉干细胞,研究人员确定了22,静止细胞中高度表达,明显抑制在活跃的细胞。他们将重点转向了一个叫微rna - 489,因为它在许多物种序列是守恒的,表明它可能是特别重要的。

肌肉人为诱导表达更高水平的微rna - 489比正常的能力明显受损修复损伤,表明肌肉干细胞无法开始分裂。相反,那些在微- 489活动受阻有许多积极干细胞分裂甚至在没有任何损伤。

“我们感到惊讶,不同微rna的表达水平可能产生深远的影响,”兰多说道。

当研究人员寻找可能的微rna分子的目标——489年,他们发现了一种叫做DEK的蛋白质,是参与细胞增殖和肿瘤的生长。DEK与微rna表达水平呈反向关联:当微rna水平很高(在休息干细胞),卡片表达很低,当微rna表达关闭细胞分裂(积极),卡片表达高——但只有在女儿细胞继续增殖,成为成熟的肌肉纤维。

DEK的增加水平对应很多生理变化,”兰多说道,“这是不对称的。它的存在赋予一个女儿细胞分裂能力,而另一个将保持静止的干细胞。”

在未来,研究者们将继续看静止肌肉干细胞的独特的特点,包括那些参与正常老化。

“我们想了解衰老过程在一个非常基本的水平上,”兰多说道。“这将使我们走向更多的治疗应用。我们可以用我们所学到的将旧的干细胞,它似乎失去了反应激活提示,为年轻干细胞?也许旧的能力干细胞退出静止状态是有缺陷的。我们有一天能够开发增强组织修复的方法提高干细胞功能”。

除了金兰和张,其他的斯坦福大学的研究人员参与这项研究包括博士后学者Navaline Quach,博士和刘凌,博士学位;格里高利Charville研究生;本科生莉迪亚公园和布莱恩柳;和研究助理Abdolhossein Edalati Phuong黄平君。