Во главе с исследователями в Цинциннати Детский Институт Сердца Медицинского центра Больницы исследование демонстрирует ген Gm7325 и его белок – который ученые назвали «myomerger» – быстрые стволовые клетки мышц, чтобы плавить и развивать скелетные мышцы, которые тело должно переместить и пережить. Они также показывают, что myomerger работает с другим геном, Tmem8c и его связанным белком «myomaker», чтобы плавить клетки, которые обычно не были бы.В лабораторных испытаниях на эмбриональных мышах, спроектированных, чтобы не выразить myomerger в скелетной мышце, животные не развивали достаточно мышечного волокна, чтобы жить.
«Эти результаты стимулируют новые пути для подходов терапии клетки для регенеративной медицины», сказал Дуглас Миллей, доктор философии, изучите главного следователя и ученого в Подразделении Молекулярной Сердечно-сосудистой Биологии в Детском Цинциннати. «Это включает потенциал для клеток, выражающих myomaker и myomerger, который будет загружен терапевтическим материалом и затем сплавлен к больной ткани. Примером была бы мышечная дистрофия, которая является разрушительной генетической мышечной патологией. Технология сплава возможно могла использоваться, чтобы предоставить мышечным клеткам нормальную копию недостающего гена».Биоруководство наоборот
Одна из молекулярных тайн, препятствующих развитию регенеративной терапии для мышц, раскрывает точные генетические и молекулярные процессы, которые заставляют стволовые клетки скелетной мышцы (названный myoblasts) плавить и формировать волокна поперечно-полосатой мышцы, которые позволяют движение. Millay и его коллеги определяют, вскрывая противоречия и анализируя эти процессы, чтобы искать новые терапевтические подсказки.Генетические дегенеративные беспорядки числа мышц в десятках, но редки в полном населении, по данным Национальных Институтов Здоровья. Главные категории этих разрушительных изнуряющих болезней включают: мышечная дистрофия, врожденная миопатия и метаболическая миопатия.
Мышечные дистрофии – группа больше чем из 30 генетических заболеваний, характеризуемых прогрессивной слабостью и вырождением скелетных мышц то движение контроля. Наиболее распространенная форма – Duchenne MD.
Молекулярное выслеживаниеПредыдущее исследование, созданное Millay в 2014, определило myomaker и его ген посредством bioinformatic анализа. Myomaker также требуется для myoblast стволовых клеток соединиться.
Однако было ясно из той работы, что myomaker не работал один и нуждался в партнере, чтобы стимулировать процесс сплава. Текущее исследование указывает, что myomerger – недостающее звено для сплава, и что оба гена абсолютно требуются для сплава произойти, по словам исследователей.
Найти дополнительные гены, которые регулируют сплав, команда Миллея, проверенная на активированных выражением белка под названием MyoD, который является основным инициатором всех генов, которые делают мышцу. Команда сосредоточилась на лучших 100 генах, вызванных MyoD (включая GM7325/myomerger), и проектировала экран, чтобы проверить факторы, которые могли функционировать в и через клеточные мембраны.
Они также искали гены, не ранее изученные для того, чтобы иметь роль в соединяющихся стволовых клетках мышц. Эти исследования в конечном счете указали на ранее неохарактеризованный ген, перечисленный в базе данных – Gm7325.
Исследователи тогда проверили клеточные культуры и модели мыши при помощи генного процесса редактирования под названием CRISPR-Cas9, чтобы продемонстрировать, как присутствие или отсутствие myomaker и myomerger – и индивидуально и в унисон – затрагивают формирование мышц и слияние клеток. Эти тесты указывают, что myomerger-несовершенные мышечные клетки, названные myocytes, дифференцируют и формируют сжимающуюся единицу мышцы (саркомеры), но они не объединяются, чтобы сформировать полностью функционирующую мышечную ткань.Смотрение впередИсследователи основываются на своих текущих результатах, которые они говорят, устанавливает систему для воссоздания слияния клеток в клетках млекопитающих, подвиг, еще не достигнутый биомедицинской наукой.
Например, вне эффектов слияния клеток myomaker и myomerger, не известно, как myomaker или myomerger вызывают сплав клеточной мембраны. Знание этих деталей было бы крайне важно для разрабатывания потенциальных терапевтических стратегий в будущем, по данным Millay.
Это исследование идентифицирует myomerger как fundmentally необходимый белок для развития мышц, используя клеточную культуру и лабораторные модели мыши.Авторы подчеркивают, что обширное дополнительное исследование потребуется, чтобы определять, могут ли эти результаты быть переведены к клиническому урегулированию.