斑马鱼受损心脏的修复机制与人类基因治疗中使用的病毒载体相结合,有一天可以治疗患有糖尿病的患者心脏疾病

杜克大学的一组研究人员研究了其他动物如何修复受伤的组织,在精确控制再生机制的至少一个组成部分方面取得了重大进展新闻稿

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(图片来源:罗德里戈·布恩迪亚/法新社,盖蒂图画社)
2022年4月21日,在基多国家生物多样性研究所(INABIO)的实验室里,一种名为Chilomys Neisi的啮齿动物新种。厄瓜多尔的研究人员发现了五种新的老鼠物种,其中两种是以奥运会奖牌得主理查德·卡拉帕兹和内西·达乔梅斯的名字命名的。

控制基因活性

研究人员表明,基因活性可能受到损伤的控制,使其限制在特定的组织区域和特定的时间窗口内,而不是在整个器官中活跃。

他们拿了一块鱼DNA被称为TREE(组织再生增强子元件),它是基因组中存在的基因增强子家族,负责指导基因在检测到损伤后修复特定区域。

这些增强子还可以在愈合过程中关闭基因活动。杜克大学的研究小组称,除了斑马鱼,在老鼠、蠕虫和果蝇中也发现了这些调节成分。

在他们为期六年的研究的初始阶段,研究人员将各种斑马鱼TREE类型插入到胚胎小鼠的基因组中。

他们发现,大约一半的增强子如预期的那样发挥作用,在转基因哺乳动物中,每当检测到损伤时,组织就会变成蓝色。

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小鼠心脏病发作模型

下一个问题是,他们是否可以使用腺相关病毒(一种常见的基因治疗方法,用于将基因序列引入细胞),将增强子元件特异性地整合到成年小鼠体内。

通过一系列使用小鼠心脏病发作模型的研究证明,含有TREE的病毒可以在受伤前一周注射,增强子在感知到损伤时就会激活。

然而,他们发现,在事件发生一两天后给动物服用这种药物也产生了积极的效果。

为了测试小鼠是否能从心脏病发作中恢复并安全生长肌肉,研究人员使用了由TREE调节的突变YAP。根据研究人员的说法,在几周的时间里,TREE在受伤的位置激活了一个突变的YAP,直到它自己关闭了表达。

在治疗后的几周内,老鼠的心脏又恢复了正常功能,尽管它产生了轻微的疤痕。肌肉细胞在治疗后也开始分裂。

研究人员的下一步将是提高他们的靶向能力,同时更多地了解与增强子相连的分子,包括它们的功能和在人类基因组中的位置。

这项研究发表在网上细胞干细胞

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