Новое исследование Института сердца Лиллехей при Университете Миннесоты показывает, что при включении только одного гена, Mesp1, из стволовых клеток могут быть созданы различные типы клеток, включая сердце, кровь и мышцы.
Исследование было опубликовано сегодня в журнале Cell Stem Cell.
"Предыдущие исследования показали, что этот ген был "главный регулятор" для развития сердца, и что его деятельность предотвращает дифференциацию других типов клеток," сказал Майкл Киба, доктор философии.D., доцент кафедры педиатрии Медицинской школы Университета Миннесоты и стипендиат Лиллехея. "Наша работа показывает, что этот ген действует по-другому и играет роль в развитии крови и скелетных мышц. Результат зависит от химических сигналов, которые клетки, выражающие этот фактор, воспринимают в окружающей среде."
Исследование было проведено в лаборатории Kyba ведущим автором Санни Чан, Ph.D., докторант в лаборатории.
Исследователи стволовых клеток годами пытались создать различные типы клеток для регенеративной медицины. Ген Mesp1 был особенно интересен кардиологам, поскольку считался главным регулятором, сидящим на вершине иерархии генов, управляющих дифференцировкой сердца, блокируя дифференцировку других типов клеток.
Однако это исследование переворачивает это предположение с ног на голову.
Тщательно разработанное исследование, направленное на точное понимание того, что Mesp1 делает в разные моменты времени по мере развития стволовых клеток, показало, что ген может делать гораздо больше, чем считалось ранее.
Включая и выключая Mesp1 в определенные временные окна и тонко настраивая среду культивирования, стволовые клетки можно тренировать, чтобы они стали не только клетками сердца, но также клетками крови и мышц.
"Это совершенно неожиданно, но наше открытие объединяет некоторые противоречивые выводы о Mesp1," сказал Чан. "В некоторых предыдущих исследованиях сообщалось, что Mesp1 не может производить сердечные клетки в определенных контекстах. Теперь мы знаем почему."
Команда Kyba также показывает, что Mesp1 присутствует в клетках, которые впоследствии становятся взрослыми стволовыми клетками в костном мозге, которые образуют новые клетки крови, и стволовыми клетками в скелетных мышцах, которые образуют новые мышечные волокна.
"Мы поражены тем, на что способен один-единственный ген," сказал Чан. "Понимая, что делает Mesp1, мы с большей вероятностью сможем более эффективно производить разные типы клеток из стволовых клеток. Мы на шаг ближе к использованию технологии стволовых клеток в регенеративной медицине."