생화학 연구원들은 심장 근육 세포를 수리하고 재생합니다.

생화학 연구원들은 심장 근육 세포를 수리하고 재생합니다.
발견은 심장병 치료를 위한 '강력한 임상 전략'이 될 가능성이 있습니다.
날짜:
2022년 6월 16일
원천:
휴스턴 대학교
요약:
연구원들은 생쥐의 심장 근육 세포를 복구할 뿐만 아니라 의학적으로 알려진 심장 마비 또는 심근 경색 후에 이를 재생하는 새로운 기술을 보고하고 있습니다.

휴스턴 대학(University of Houston)의 연구원들은 생쥐의 심장 근육 세포를 복구할 뿐만 아니라 심장 마비 또는 의학적으로 알려진 심근 경색 후 이를 재생하는 최초의 기술을 보고했습니다.

The Journal of Cardiovascular Aging 에 발표된 이 획기적인 발견은 인간의 심장 질환을 치료하기 위한 강력한 임상 전략이 될 가능성이 있다고 UH College of Natural의 Robert Schwartz, Hugh Roy 및 Lillie Cranz Cullen 생물학 및 생화학 석좌교수가 밝혔습니다. 과학 및 수학.

연구팀이 개발한 새로운 기술은 합성 메신저 리보핵산(mRNA)을 사용하여 돌연변이 전사인자(DNA에서 RNA로의 전환을 제어하는 ​​단백질)를 쥐의 심장에 전달합니다.

최근 박사 학위를 취득한 Siyu Xiao 및 생물학 연구 조교수인 Dinakar Iyer와 함께 연구를 주도한 Schwartz는 "아무도 이 정도까지 할 수 없었고 우리는 이것이 인간에게 가능한 치료법이 될 수 있다고 생각합니다"라고 말했습니다. 및 생화학.

합성 mRNA는 줄기 세포와 같은 성장에 기여합니다

연구자들은 돌연변이된 두 전사 인자인 Stemin과 YAP5SA가 함께 작용하여 마우스 심장에서 분리된 심근세포 또는 심장 근육 세포의 복제를 증가시킨다는 것을 보여주었습니다. 이러한 실험은 조직 배양 접시에서 시험관 내에서 수행되었습니다.

Xiao는 "우리가 하려고 하는 것은 심근세포를 좀 더 줄기 세포와 유사한 상태로 역분화하여 재생 및 증식할 수 있도록 하는 것"이라고 말했습니다.

Stemin은 심근 세포에서 줄기 세포와 같은 특성을 켭니다. 그들의 실험에서 Stemin의 중요한 역할은 전사 인자가 "게임 체인저"라고 말한 Iyer에 의해 발견되었습니다. 한편, YAP5SA는 근육 세포가 더 많이 복제되도록 하는 장기 성장을 촉진함으로써 작동합니다.

같은 저널에 발표된 별도의 발견에서 팀은 Stemin과 YAP5SA가 생체 내에서 손상된 마우스 심장을 복구했다고 보고할 것입니다. 특히, 근육세포 핵은 이러한 전사 인자를 전달하는 심장 주사 후 24시간 동안 최소 15배 복제되었습니다.

약리학 교수인 브래들리 맥코넬(Bradley McConnell)과 UH 약학대학의 대학원생인 에밀리오 루세로(Emilio Lucero)는 경색된 성체 마우스 모델을 만들어 공동 연구를 진행했습니다.

Schwartz는 "두 전사 인자를 모두 경색된 성체 마우스 심장에 주입했을 때 결과는 놀라웠습니다."라고 말했습니다. "연구실은 심장 근육 세포가 하루 만에 빠르게 증식하는 반면, 다음 달에 심장은 흉터가 거의 없이 거의 정상적인 심장 펌핑 기능으로 복구되는 것을 발견했습니다."

Xiao에 따르면 합성 mRNA를 사용하는 추가 이점은 바이러스 전달과 달리 며칠 만에 사라진다는 것입니다. 바이러스 벡터에 의해 세포에 전달되는 유전자 치료법은 쉽게 멈출 수 없기 때문에 몇 가지 생물학적 안전 문제를 제기합니다. 반면에 mRNA 기반 전달은 빠르게 바뀌고 사라집니다.

제한된 수의 심근세포

Schwartz와 Iyer는 몇 년 동안 이 연구에 참여했으며 Xiao는 UH에서 박사 과정을 밟는 동안 이 연구에 집중했습니다. 그녀는 2020년 가을에 졸업했습니다.

Xiao는 "이 일을 하게 되어 영광이고 행운이라고 생각합니다."라고 말했습니다. "특히 mRNA를 사용하여 Stemin과 YAP5SA를 전달하는 현명한 전략을 고려할 때 이것은 심장 재생에 대한 거대한 연구입니다."

이 발견은 성인 심장 근육 세포의 1% 미만이 재생될 수 있기 때문에 특히 중요합니다. 그녀는 "대부분의 사람들은 생후 첫 달에 가졌던 것과 동일한 심근세포로 사망한다"고 말했다. 심장마비가 발생하고 심장 근육 세포가 죽으면 심장의 수축 능력이 상실될 수 있습니다.