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細胞再生療法比以往更快恢復受損的肝組織

細胞再生療法比以往更快恢復受損的肝組織
  • 研究人員利用細胞重編程將肝細胞部分再生到更年輕的狀態,使受損的肝組織以比以前已知的更快的速度癒合。 
  • 先前的研究發現,四種被稱為山中因子的細胞重編程分子可以減緩各種組織的衰老。 然而,如果不加以控制,這些分子可能會導致致癌。
  • 現在,研究人員利用一天的短期山中因子將老化的肝細胞轉化為「年輕」的細胞,從而改善肝功能,同時延長小鼠的健康壽命。
  • 短期山中因子方案產生了有益的效果而沒有壞處-改善了肝臟再生並且沒有致癌作用。 

這篇文章發佈在 eurekalert.org 上:

哺乳動物通常無法像魚和蜥蜴等其他脊椎動物那樣有效地再生器官。 現在,索爾克的科學家找到了一種方法,可以將肝細胞部分重置到更年輕的狀態,使它們能夠以比之前觀察到的更快的速度治癒受損組織。 結果發表於 細胞報告  2022 年 4 月 26 日,揭示使用重編程分子可以改善細胞生長,使小鼠的肝組織再生更好。

「我們很高興在修復受損肝臟細胞方面取得進展,因為有一天,這樣的方法可以擴展到替換整個器官本身,」通訊作者說 Juan carlos izpisua belmonte,索爾克基因表現實驗室教授,也是 roger guillemin 主席的持有者。 

作者先前展示了四種細胞重編程分子——oct-3/4、sox2、klf4 和 c-myc(也稱為「山中因子」)如何能夠 減緩老化過程 以及提升小鼠肌肉組織再生能力。 在他們的最新研究中,作者使用山中因子來觀察它們是否可以增加肝臟大小並改善肝功能,同時延長小鼠的健康壽命。 該過程涉及將成熟的肝細胞部分轉化回「年輕」狀態,從而促進細胞生長。

「與我們大多數其他器官不同,肝臟在修復受損組織方面更有效,」共同第一作者、Izpisua Belmonte 實驗室的研究員 Mako Yamamoto 說。 “為了找出是否可以增強哺乳動物組織再生,我們在小鼠肝臟模型中測試了山中因子的功效。” 

該領域的許多研究人員面臨的問題是如何控制改善細胞功能和恢復活力所需因子的表達,因為其中一些分子可能導致細胞瘋狂生長,例如在[癌症]中發生的情況。 為了避免這種情況,izpisua belmonte 的團隊使用了短期山中因子方案,其中小鼠僅接受一天的治療。 然後,研究小組透過定期採集樣本並密切監測細胞在幾代中如何分裂來追蹤部分重編程的肝細胞的活動。 即使在九個月之後——大約是動物壽命的三分之一——仍然沒有一隻小鼠長出腫瘤。

「山中因素確實是一把雙面刃,」共同第一作者 Tomoaki Hishida 說,他是 Izpisua Belmonte 實驗室的前博士後研究員,現任日本和歌山醫科大學的副教授。 「一方面,它們有潛力增強受損組織的肝臟再生,但缺點是它們會導致腫瘤。 我們很高興地發現我們的短期誘導方案具有良好的效果而沒有不良影響——改善了再生並且沒有[致癌]。

科學家在實驗室培養皿中研究這種重編程機制時有了第二個發現:一種名為 前2a 參與肝細胞重編程,並在短期山中因子治療一天後高度活躍。 前2a 編碼拓樸異構酶 2a,這是一種有助於斷裂和重新連接 DNA 鏈的酵素。 當研究人員阻斷基因(降低拓樸異構酶 2a 水平)時,他們發現細胞重編程率降低了 40 倍,導致年輕細胞大大減少。 確切的角色是 前2a 這一過程中的作用仍然是未來的研究領域。

Izpisua Belmonte 說:“在我們能夠完全理解細胞再生編程方法的分子基礎之前,還有很多工作要做。這是開發有效和普遍的醫學治療方法以及扭轉人類疾病影響的必要要求。”

Izpisua belmonte 目前是 altos labs inc. 的研究所所長,同時也是索爾克研究所的教授。

 這項工作得到了上原紀念基金會研究獎學金 ucam 和 fundacion dr. pedro guillen 的支持。 



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