根據UNC醫學院Li Qian博士領導的研究，一種幫助神經元發展的蛋白質也具有將疤痕組織細胞重新編程為心臟肌肉細胞的功能。北卡羅來納大學醫學院的研究人員在令人興奮的細胞重編程和器官再生領域取得了重要進展，他們的發現可能對未來受損心臟的治療方法的發展產生重大影響。
人類成纖維細胞被重新編程為心肌細胞樣細胞。免疫熒光顯示不同的分子。DNA（藍色），心臟肌鈣蛋白T（橙色），和α肌動蛋白（綠色）。
北卡羅來納大學教堂山分校的研究人員在最近發表在《細胞干細胞》雜志上的一項研究中，發現了一種更簡化和有效的方法來重新編程成纖維細胞，也就是構成疤痕組織的細胞，成為健康的心肌細胞（心肌細胞）。成纖維細胞負責構成纖維狀、僵硬的組織，在心臟病發作后或因心臟病而導致心臟衰竭。將成纖維細胞轉化為心肌細胞正在被研究為未來可能的治療方法，甚至是治愈這種廣泛而致命的疾病。
令人驚訝的是，新的心肌細胞制造方法的關鍵竟然是一種蛋白質Ascl1，一種已知在成纖維細胞轉化為神經元過程中很重要的基因活性控制蛋白，Ascl1以前被認為是神經元特異性的。
該研究的高級作者、聯合國大學病理學和實驗室醫學系副教授、聯合國大學醫學院麥卡利斯特心臟研究所副主任Li Qian博士說："這是一個突破性的發現，我們希望它在開發未來的心臟療法和潛在的其他種類的治療性細胞重編程中發揮作用。"
在過去15年里，科學家們開發了各種技術，將成人細胞重新編程成為干細胞，然后誘導這些干細胞成為其他類型的成人細胞。最近，科學家們一直在尋找更直接地進行這種重編程的方法-直接從一種成熟細胞類型變成另一種。人們一直希望，當這些方法被制成最大限度的安全、有效和高效時，醫生將能夠使用簡單的注射給病人，將致害細胞重新編程為有益細胞。
"重編程成纖維細胞一直是該領域的重要目標之一，"Qian說。"成纖維細胞過度活躍是許多重大疾病和病癥的基礎，包括心力衰竭、慢性阻塞性肺病、肝病、腎病和中風后出現的疤痕狀腦損傷。"
在這項新研究中，Qian的團隊，包括共同第一作者博士后Haofei Wang和醫學博士/博士生Benjamin Keepers使用三種現有技術將小鼠成纖維細胞重新編程為心肌細胞、肝細胞和神經元。他們的目的是對這三種不同的重編程過程中細胞的基因活動模式和基因活動調節因子的變化進行編目和比較。
出乎意料的是，研究人員發現，將成纖維細胞重新編程為神經元時，激活了一組心肌細胞的基因。很快，他們確定這種激活是由于Ascl1，即用于制造神經元的主程序員"轉錄因子"蛋白之一。
由于Ascl1激活了心肌細胞基因，研究人員將其加入他們一直用于制造心肌細胞的三種轉錄因子雞尾酒中，隨后他們驚訝地發現，這極大地提高了重編程的效率--成功重編程的細胞比例超過了10倍。事實上，他們發現，他們現在可以省去原來的三種因子中的兩種，只保留Ascl1和另一種叫做Mef2c的轉錄因子。
在進一步的實驗中，他們發現有證據表明Ascl1本身可以激活神經元和心肌細胞的基因，但當它與Mef2c一起使用時，就會從促進神經元的作用中轉移出來。在與Mef2c的協同作用下，Ascl1開啟了一組廣泛的心肌細胞基因。
Qian說："Ascl1和Mef2c一起工作，發揮出有利于心肌細胞的作用，而這兩個因子都沒有單獨發揮出這種作用，因此是一種強有力的重編程雞尾酒。"
研究結果表明，用于直接細胞重編程的主要轉錄因子不一定只針對一種目標細胞類型。
也許更重要的是，它們代表了在未來細胞重編程治療重大疾病的道路上邁出的另一步。Qian說，她和她的團隊希望制造出一種二合一的合成蛋白，其中包含Ascl1和Mef2c的有效位點，并可以注射到衰竭的心臟中以修補它們。
