Связь между сердцем, кровью и скелетными мышцами

Связь между сердцем, кровью и скелетными мышцами

Ученые установили, что ген, который, как считалось, создает ткань сердца, формирует также кровь и мышцы. Новое исследование ученых из Института сердца Лиллхей при Университете штата Миннесота, показало, что при помощи активации всего одного гена, Mesp1, из стволовых клеток можно формировать различные типы клеток, включая клетки сердца, крови и мышц. Исследование было опубликовано в журнале Cell Stem Cell.

«Предыдущее исследование показало, что этот ген — «главный регулятор» развития сердца, и что его активность предотвращает дифференциацию клеток других типов», — говорит Майкл Киба, доктор философии, адъюнкт-профессор кафедры педиатрии Медицинской школы Университета Миннесоты, а также научный сотрудник Института Лиллхей. «Наша работа обнаружила, что этот ген действует по-разному, и что он также играет роль в формировании крови и мышц. Исход зависит от химических сигналов, которые клетки экспрессирующие этот ген, распознают в своей среде».

Исследование было проведено в лаборатории Киба ведущим автором Санни Чаном, доктором философии, докторантом лаборатории. Исследователи в области стволовой клетки пытались генерировать различные типы клеток для регенеративной медицины в течение многих лет. Ген Mesp1 представлял особый интерес для исследователей-кардиологов, так как считалось, что он является основным регулятором, находящимся во главе генной иерархии, управляющей дифференциацией сердечных клеток, и блокирующим дифференциацию других типов клеток.

Однако новое исследование перевернуло данное предположение с ног на голову. Тщательно разработанное исследование, направленное на точное понимание того, как Mesp1 действует в различные моменты времени при развитии стволовых клеток, показало, что ген выполняет гораздо более значительную работу, чем предполагалось ранее. Включая и выключая Mesp1 в определенные временные промежутки и регулируя окружающую среду, можно заставить стволовые клетки становиться не только клетками сердца, но и клетками крови и мышечной ткани.

«Это неожиданно, но наше открытие свело воедино противоречивые данные о Mesp1», — говорит Чан. «Некоторые предыдущие исследования свидетельствовали о том, что Mesp1 не может формировать клетки сердца в определенных условиях. Теперь мы знаем почему». Далее исследовательская группа Кибо показала, что Mesp1 присутствует в клетках, которые затем становятся взрослыми стволовыми клетками в костном мозге, формирующими новые клетки крови, и стволовыми клетками в скелетных мышцах, формирующими новые мышечные волокна.

«Мы поражены тем, что все это может сделать один ген», — говорит Чан. «Понимание того, как действует Mesp1, увеличивает вероятность более эффективного создания клеток различных типов из стволовых клеток. Мы приблизились к использованию стволовых клеток в регенеративной медицине еще на один шаг».

Финансирование данного исследования было осуществлено за счет грантов Национальных институтов здравоохранения (NIH) U01 HL100407 и R01 AR055685, а также помощи Фонда Американской ассоциации сердца и Джона Холдена Дехаана. Национальными институтами на этот проект были выделены также дополнительные гранты: T32 AR007612 и T32 HL069764.


Источник:
sciencedaily.com