인간 다능성 줄기세포 유래 심장세포 성숙 촉진
날짜:
2022년 4월 7일
원천:
마운트 시나이 병원 / 마운트 시나이 의과 대학
요약:
새로운 연구는 심장 근육에서 인간 만능 줄기 세포의 개발 및 이해를 향상시키기 위한 확장 가능한 프로토콜을 설명합니다.
Mount Sinai가 이끄는 팀은 인간 줄기 세포주로부터 실험실에서 생성된 심장 근육 수축을 지원하는 세포인 인간 만능 줄기 세포 유래 심근세포(hPSC-CM)의 성숙을 촉진하기 위해 재현 가능하고 확장 가능한 방법을 개발했습니다. 연구원들은 질병 모델링, 재생 요법 및 약물 테스트에 대한 접근 방식을 개선할 것이라고 말합니다. 이 새로운 프로토콜을 보고한 연구는 Cell Stem Cell 저널의 4월 7일 인쇄판에 게재되었습니다 .
Mount Sinai 연구원은 hPSC-CM에서 여러 대사 변형을 조사했습니다. 연구팀은 또한 실험실에서 생성된 심장 근육 세포에서 대사 스위치라고 불리는 것을 유도하는 PPARd(퍼옥시좀 증식자 활성화 수용체 델타)로 알려진 단백질의 역할을 확인했습니다. 이 대사 전환은 심장의 성숙 과정에서 중요한 부분입니다.
수석 저자인 Nicole C. Dubois, 세포, 발달 및 재생 생물학 부교수는 "이 연구는 발달 생물학, 전사체학, 수축성 측정 및 약물 테스트를 통합하는 다학문 접근 방식을 통해 인간 심장 생물학을 추가로 평가할 수 있는 흥미로운 기회를 창출할 것"이라고 말했습니다. 흑인 가족 줄기 세포 연구소와 마운트 시나이에 있는 아이칸 의과 대학의 민디치 아동 건강 및 발달 연구소에서. "우리의 발견은 질병 모델링 및 재생 치료를 위한 성숙한 hPSC-CM을 생성하는 새로운 길을 제공합니다. 우리는 성숙한 인간 세포 유형에 대한 향상된 액세스를 위해 인간 발달에 대한 지식을 활용하는 방법을 이해하는 데 한 걸음 더 다가가고 있습니다."
이 연구에서 연구자 들은 시험관 내에서 다양한 신호 전달 경로를 활성화했습니다.유기체에서 심장 발달 동안 발생할 대사 변화를 복제합니다. 그들은 PPARd가 실험실 환경에서 해당 작용에서 지방산 산화로의 대사 전환을 유도하여 심장 근육 세포가 포도당 또는 지방산에서 에너지를 생성하는지 여부에 영향을 미친다는 것을 발견했습니다. 단백질 과산화소체 증식자 활성화 수용체 알파(PPARa)의 신호 전달 효과가 심장 근육 세포에서 가장 활성인 반면, 연구자들은 PPARd 신호 전달이 유전자 조절 네트워크를 효율적으로 활성화하는 데 별도의 중요한 역할을 한다고 말했습니다. 에너지 생산에 관여하고 지방산 산화 과정을 증가시키는 소기관. PPARd에 의해 조절되는 신호전달의 활성화는 심장 근육 세포 크기와 조직을 더욱 향상시키고 수축성을 향상시킬 수 있습니다.
연구팀은 또한 포도당이 없을 때 심장 근육 세포가 젖산염에서 생존할 수 있는 젖산염 노출의 영향을 조사했습니다. 이것은 hPSC-CM을 강화하는 데 자주 사용됩니다. 연구자들은 이 방법이 심장 성숙의 독립적인 메커니즘을 유도할 수 있고 PPARd와 결합될 때 산화 대사를 향상시켜 탄수화물과 지방산 모두에서 효율적인 에너지 생성을 가능하게 한다는 것을 발견했습니다. 이 연구는 심장 근육 분야에서 일반적으로 사용되는 프로토콜의 장기적인 효과에 대한 자세한 분석을 허용했습니다.
이 그룹은 Mount Sinai의 Ma'ayan 연구소와 협력하여 Mount Sinai가 이끄는 팀이 관찰한 전사체 변화를 자세히 설명하는 포괄적이고 공개적으로 액세스 가능한 데이터 세트를 생성했습니다. 이 데이터 세트를 사용하면 PPAR 조절 신호 또는 젖산 선택을 연구하는 연구원이 연구 또는 약물 테스트의 미래 목표를 신속하게 평가할 수 있습니다.