对伤痕累累的心脏的帮助:疤痕细胞变成了跳动的肌肉

诗人和医生都知道伤痕累累的心脏不能像以前那样跳动，但细胞重编程的科学给我们带来了希望——至少对物理心脏是这样。

密歇根大学的一个生物医学工程师团队已经转向细胞常见于疤痕组织形成跳动心脏细胞的菌落。他们的发现可以促进在心脏病发作中受损组织的再生。

之前在直接重编程方面的工作，直接从涉及瘢痕的细胞类型跳到心肌细胞，成功率很低。但生物医学工程副教授、工程组织细胞信号实验室(Cell Signaling in Engineered Tissues Lab)负责人安德鲁·帕特南(Andrew Putnam)认为，他至少知道一个需要更好地重新编程的缺失因素。

他说:“许多重编程研究并没有考虑细胞所处的环境——除了基因，他们没有考虑其他任何东西。”“环境可以决定这些基因的表达。”

为了探索细胞周围环境是如何提高重编程效率的，该实验室的博士后研究员孔颜鹏(音)试图将瘢痕细胞或成纤维细胞转化为心肌细胞，同时将它们培养在不同硬度的凝胶中。他和他的同事比较了软凝胶和中等硬度的纤维蛋白和高硬度的胶原蛋白。中等硬度的纤维蛋白由与血小板连接形成血块的蛋白质制成，高硬度的胶原蛋白由结构蛋白制成。

这些成纤维细胞来自小鼠胚胎。为了开始向心肌细胞的转化，Kong用一种特别设计的病毒感染成纤维细胞，这种病毒携带小鼠的转基因基因干细胞。

成纤维细胞被愚弄成干细胞的行为，将自己转化成类似干细胞的祖细胞。在直接的重新编程中，这种转变将被跳过，鼓励细胞分裂并生长成殖民地，而不是继续作为孤独的流浪者。更紧密的社区可能有助于缓解下一个过渡，因为它是自然发展的心肌细胞也和他们的邻居很亲密。

七天后，孔改变了喂养细胞的混合物，加入了一种促进心脏组织生长的蛋白质。这有助于推动细胞接受心脏肌肉的特性。几天后，一些菌落开始自发收缩，将自己标记为心肌菌落。

这种转变在纤维蛋白和纤维蛋白-胶原混合物中尤为成功，多达一半的菌落转化为心肌。

该团队尚未发现纤维蛋白是如何使其更好地支持心肌细胞的。当大多数材料在张力下要么拉伸要么变弱时，纤维蛋白会变硬。帕特南想知道纤维蛋白是否成功，因为心肌期望一种物质在收缩时变硬。

目前的技术和通过重新编程疤痕组织来治愈心脏之间存在许多挑战。研究人员需要一种有效的方法来唤醒干细胞的特性，而不使用具有潜在风险的病毒。此外,疤痕组织需要改变以便细胞重新编程，甚至是新的心脏细胞身体外准备好-会take well。

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