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科学家从患有严重遗传性心脏病的年轻患者的皮

2019-05-23 14:25:59 疾病传播137℃

  科学家从患有严重遗传性心脏病的年轻患者的皮肤细胞中产生心脏跳动细胞

  2011年2月10日

  斯坦福大学医学院的科学家们利用患有严重遗传性心脏病的年轻患者的皮肤细胞,产生了具有相同基因突变的心脏细胞。新创造的人类心脏细胞 - 心肌细胞 - 首次允许研究人员在细胞水平上检查和表征这种疾病。在2月9日在线发表的一项研究中,研究人员还报告了他们对一种有希望的药物的鉴定在使用这些新创建的心脏细胞检查过多化合物的影响后,逆转心脏功能障碍 - 目前还没有适当的治疗方法。新方法包括将皮肤细胞转换成培养皿中的心脏细胞,将它们重新编程为胚胎干细胞样状态,使细胞能够“分化”细胞。

   进入多种细胞类型。然后科学家化学诱导这些诱导多能干细胞成为心脏细胞。 iPS细胞方法代表了一个巨大的进步,因为现在还没有用于研究细胞水平的人类心脏功能障碍的良好替代方法。

  “这可能是这种非侵入性”疾病在盘中“技术首次成功使用筛查心脏病中的药物,“ Ricardo Dolmetsch博士,神经生物学副教授,该研究的高级作者。该研究的第一作者是Masayuki Yazawa博士,他是Dolmetsch实验室的博士后研究员。人的心脏是一个由肌肉组成的泵,由四个隔室或室组成:左右心室和两个相应的心房。这些腔室必须以协调的顺序收缩,以确保有序的血液流动。这种协调是由来自心脏节点的电信号调节的,心脏节点是心脏室,火花塞是汽车发动机的活塞。总的来说,心脏细胞之间的信号产生可以在心电图上可视化的电磁波形。已知在人类中发现的十几种基因突变会导致这种信号模式的中断,导致称为长QT综合征的病症。 (该名称反映了通常在心电图中观察到的波形的两个部分之间的拉长间隔。)患有LQTS的人患有心律失常或心律不齐,并且易受心室颤动的影响,心室颤动通常是心脏细胞混乱收缩的致命状态。导致LQTS仅发生在7,000人中的一人中。但LQTS也是许多已批准药物的常见副作用 - 这就是2006年12月流行止痛药Vioxx(rofecoxib)从市场上撤出的原因 - 虽然目前尚不清楚原因。对于他们的自然研究,Dolmetsch和他的同事转向患有Timothy综合征的患者,这是一种已知导致LQTS的基因突变。蒂莫西综合征患者极易发生心室颤动,并且通常在早年死亡。蒂莫西综合症的另一个标志性特征是自闭症,这是Dolmetsch研究的主要焦点。蒂莫西综合征中的缺陷基因编码一种称为钙通道的蛋白质。这种通道控制细胞膜的钙流动,这是这对于许多细胞过程至关重要,但在神经细胞中尤为重要,它可以调节电信号“长距离传播,以及包括心脏细胞在内的肌肉细胞,诱导收缩。相关故事糖尿病患者有稳定的缺血性心脏病的高风险口腔卫生和定期访问牙医可以促进心脏健康美国心脏协会为医疗服务提供者发布新的参考工具包究竟为什么Timothy综合症患者的钙通道功能障碍导致心律失常尚未为人所知。研究其原因和治疗的一个重要原因Dol说,LQTS总体上已经滞后,因此很难研究心脏细胞metsch。 “从患有或不患有心脏病的活人中提取心脏细胞将是危险和不道德的”。他说。理论上,与蒂莫西综合症相关的基因缺陷可以在实验室小鼠中复制,然后可以对其心脏进行研究。但在实践中,这是一个非首发。虽然一个健康的人的静息心率大约是每分钟60次,但是老鼠的心脏以每分钟500次的速度砰砰作响,使得器官无法用于分析困扰人类心脏的时间缺陷。研究标志着令人兴奋的用途iPS细胞是2006年首次引入的一项相对较新的技术.Dolmetsch及其同事将两名Timothy综合征患者和五名正常人的皮肤细胞重新编程为iPS细胞,然后进入心肌细胞。以这种方式从患病和正常受试者产生三种不同的心肌细胞 - 心房,心室和淋巴结细胞。三种细胞亚型自发地聚集成类似于单腔心脏的微型心脏样器官。显然,与“微型心脏”的平均每分钟60次心跳相反。来自正常受试者的皮肤细胞,Timothy综合征患者的皮肤细胞以每分钟约30分钟的速度发作,并显示出大量的不规则性。研究人员将这些微小的器官解剖到其组成细胞中,并显示每个器官由心房,心室和淋巴结组成。细胞显然,Dolmetsch的研究小组发现,在Timothy综合征衍生的心室细胞中,但不是心房或淋巴结细胞,突变基因编码的钙通道正常打开,允许钙流动,但比正常细胞保持开放时间更长。使用反映钙浓度的特殊染料,Dolmetsch和他的团队能够直观地检查从Timothy综合征患者“皮肤”制备的心脏细胞中的钙流。我们发现他们的心室细胞,尽管不是他们的心房或淋巴结细胞,但钙质受损Dolmetsch说,与来自正常受试者的相似细胞相比,研究人员检查了这些不规则搏动细胞对不同药物的反应,这些药物据报道会影响心跳节律。当他们添加其中一种药物 - 罗可嘌呤时,目前正处于临床试验阶段对于一个不相关的适应症 - 以适当剂量的细胞培养基,恢复了缺乏的钙流量,正常的心跳也是如此.Dolmetsch提醒说,此时roscovitine不应被认为是对LQTS的充分治疗 - 它没有“在活体动物中为此目的进行了测试,更不用说人类,并且可能具有明显的副作用。他说,它仍然是进一步开发药物的有希望的化合物。斯坦福大学的技术许可办公室已经申请了与该发现有关的美国专利,而Dolmetsch正在启动一家新公司,该公司打算在获得授权后授权这些专利。 。来源:斯坦福大学医学中心

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