|
心肌再生研究人员（从左到右）Naoto Muraoka、Elaheh Karbassi 和 Chuck Murry。（华盛顿大学照片） 人类干细胞科学家长期以来一直梦想修复受损的心脏，但由于研究表明这些细胞在实验室动物中产生不规则的心跳而受阻。根据近期华盛顿大学和西雅图公司 Sana Biotechnology 的科学家在国际干细胞研究学会年会上的一份报告，一种新的基因工程方法克服了这一障碍。 华盛顿大学干细胞和再生医学研究所所长查尔斯·默里 (Charles Murry) 介绍了数据，他说，心脏病发作通常会杀死大约 10 亿个细胞。如此大规模的细胞死亡会导致下游效应，例如心力衰竭，这是一种经常使人衰弱的疾病，影响美国约 620 万人。长期以来，他的实验室一直致力于使用干细胞修复心脏病发作后的损伤。 该领域的一个主要挑战是，将细胞植入实验室动物的心脏可以推动整个心脏快速跳动，这种情况称为植入性心律失常，Murry 说，他也是 Sana 的高级副总裁兼心脏代谢细胞治疗负责人，今年早些时候上市。 “这种植入性心律失常，心脏跳动过快，是我们在临床试验过程中一直试图克服的主要障碍之一，”默里在一份新闻稿中说。 在他们的研究中，Murry 和他的同事在植入猪心脏的细胞中使用基因工程策略抑制了植入性心律失常。他们的下一步是看看这些细胞是否可以修复猕猴的心脏损伤——如果这些研究奏效，研究人员将开始对人进行临床试验，他说。
从干细胞生长的人类心肌细胞显示出细胞内部结构的可变性。（艾伦研究所照片） 为了平息心律失常，Murry 和他的同事转向 CRISPR，这是一项获得诺贝尔奖的基因敲除技术。他们敲除干细胞中编码不同离子通道的三个基因，这些分子嵌入细胞膜中，介导传播心跳的冲动。他们还为另一个离子通道 KCNJ2 添加了 DNA，KCNJ2 介导钾跨膜的运动，“这是一个放松通道，”默里告诉 GeekWire，“它告诉心脏细胞不要那么兴奋。” 源自人类胚胎干细胞或诱导多能干细胞在培养皿中被诱导产生心肌细胞，然后通过心脏直视手术或导管植入猪体内。结果是心跳平稳——基因改造的细胞没有引起植入性心律失常。 经过多年的努力，研究人员采用了这种策略，评估心律失常期间细胞中存在哪些通道，并敲除多种类型的通道，直到它们找到正确的组合。 在接下来的猕猴实验中，“我们希望确保这些细胞仍然有效，”默里说，“它们在培养中看起来很好，所以我认为它们会没事的。”展望未来，研究人员还将使用诱导性人类多能干细胞，这些细胞可以从成人身上获得，并且更适合长期用于临床。 在最近发表在 Cell Systems 上的另一项研究中，艾伦细胞科学研究所的科学家们仔细研究了源自HiPS细胞的心肌细胞。他们发现，他们可以通过评估细胞结构和开启哪些基因来对细胞的状态进行分类，例如它们的成熟程度。 “这描绘了我们细胞的更广阔图景。如果有人想真正了解和表征细胞的状态，我们发现拥有这两种类型的信息可以是互补的，”艾伦细胞科学研究所的科学家 Kaytlyn Gerbin 在一份声明中说。这些发现提供了对细胞状态的精细分析，这可能会指导未来对心肌和其他细胞类型的实验。 Murry 的研究主要在华盛顿大学进行，并得到了 Sana 的财政支持。除了心脏项目外，Sana 还在糖尿病、血液疾病、免疫疗法和其他领域拥有细胞和基因治疗项目。 |
|
|
