Články, viz p 2919, 2931, 2960, 2963 a 2967

Moderní reperfuzní léčby u časných fázích akutního infarktu myokardu, což je opravdu zázračné, pokud si pauzu přemýšlet o tom, vznikly ze základní pochopení koronární trombózy. Mohli bychom jednoho dne také obnovit funkci u pacientů, kteří přicházejí ve dnech nebo dokonce letech po infarktu myokardu? Pokud budeme někdy vyvíjet biologické léčby, které obnovují srdeční funkce prostřednictvím regenerace tkání, musíme pochopit základy. To, jak se kardiomyocyty srdce doplňují, je tedy více než akademická zvědavost, protože toto základní porozumění bude pravděpodobně zásadní pro budování úspěšných regeneračních strategií pro selhání srdce.

v tomto vydání oběhu se 5 skupin vyšetřovatelů zabývalo stejnou biologickou otázkou a všichni dospěli ke stejnému závěru: že buňky v srdci exprimující antigen povrchu buněk Sca-1 se nestávají kardiomyocyty v žádné významné míře a místo toho se stávají endoteliálními buňkami. Tyto články přidat na rostoucí tělo důkazů, že u dospělých savců, naše nové buňky vznikají z preexistující kardiomyocyty a jen zřídka (pokud vůbec) od dospělých srdečních kmenových buněk.1 Nicméně, tyto nové články ne jen poskytovat kousek skládačky infarktu biologie; spolu, články také poskytují pohled na to, jak věda postupuje v průběhu času, aby prospěch nás všech. Abychom vysvětlili tento bod, stojí za to zvážit, jak začal koncept dospělých srdečních kmenových buněk.

dospělé kmenové buňky jsou buňky, které se mohou samy obnovit a také diferencovat na ≥2 různé typy buněk. Existují dobře zavedené příklady dospělých kmenových buněk, například v hematopoetickém systému, střevním epitelu a vlasovém folikulu.2 přibližně před 15 lety byly dospělé kmenové buňky z dobrých důvodů vzrušující pro všechny oblasti biologie savců.3 Použití embryonálních kmenových buněk bylo vysoce kontroverzní z etických a náboženských důvodů; proto se zdálo, že dospělé kmenové buňky jsou řešením regenerace lidských tkání. George Walker Bush byl prezidentem Spojených států a podporoval výzkum dospělých kmenových buněk, ale oponoval výzkumu embryonálních kmenových buněk.4 dospělé kmenové buňky by mohly být potenciálně izolovány z existující tkáně (možná i malá biopsie nebo vzorek krve), rozšířeny a poté použity k vytvoření neomezeného počtu vlastních diferencovaných buněk pacienta. Bez ohledu na to, jaká tkáň je předmětem zájmu, vyšetřovatelé chtěli identifikovat a izolovat domnělé endogenní dospělé kmenové buňky této tkáně.

koncept rezidentních dospělých srdečních kmenových buněk byl proto mimořádně atraktivní, protože izolace a využití takové buňky by teoreticky mohlo generovat nové autologní buňky k rekonstituci poškozených srdcí. Každý pacient by mohl být v podstatě svým vlastním dárcem kardiomyocytů. Výzva pro kardiovaskulární vyšetřovatelů bylo hledání erotických srdeční kmenové buňky; bez buněčné povrchové marker k identifikaci buněk, bylo to jako hledat jehlu v kupce sena, aniž by věděl, jak jehla vypadá. Tak, mnoho vyšetřovatelé přirozeně obrátil na dospělé hematopoetického systému, ve kterém jsou dobře charakterizované buněčné povrchové molekuly, jako je c-kit a Sca-1 byly zjištěny již na kmenových buňkách. (Příběh c-kit se ujal vlastního života a v tomto krátkém úvodníku nebude podrobně diskutován.)

Sca-1 je členem nadčeledi proteinů Ly6; existuje nejméně 35 lidských a 61 myších LY6 proteinů.5 funkce povrchového proteinu myší Sca-1 buněk je stále neznámá a neexistuje jasný lidský protějšek (ortholog) proteinu myši Sca-1; oblast myšího genomu, která kóduje Sca-1 a několik dalších proteinů Ly6, v lidském genomu chybí.5 V roce 2003, Oh et al6 hlášeny izolace Sca-1+ buněk z myší myokardu; tyto buňky mohou být kultivovány a nasměroval směrem k zjevné kardiomyocyty v laboratoři. Kromě toho se při injekci do zraněných myších srdcí zdálo, že buňky Sca-1+ fúzují s kardiomyocyty a diferencují se na kardiomyocyty. Nicméně, transplantace buněk nemusí odrážet jejich přirozenými roli, a tak Uchida et al7 studovali myši, které vyjádřil fluorescenční protein v buňkách, které se v určitém bodě vyjádřil Sca-1. Použití myší geneticky upravených k označení buněk exprimujících Gen umožňuje sledovat tyto buňky v průběhu času, technika ve vývojové biologii zvaná „mapování řádků“. Dospěli k závěru, že nekardiomyocyty, které exprimovaly Sca-1, nepřetržitě generují kardiomyocyty po celý život vysokou rychlostí.7

koncept Sca-1 + buněk jako dospělých srdečních kmenových buněk nebyl dosud plně zkoumán širší vědeckou komunitou. V tomto čísle oběhu, 2 Původní základní výzkumné články a 3 výzkumné dopisy se zabývají tímto konceptem novou technologií genetického inženýrství myší. Studie Neidig et al8 popisuje zavedení léku-indukovatelné (tamoxifen, široce používané pro lineage mapování) rekombinantní interferon do genomu myši na Sca-1 lokusu. Zapnutím rekombinázy s tamoxifenem a označením SCA-1 + buněk určili, že Sca-1 + buňky se staly endoteliálními buňkami s velmi malým počtem kardiomyocytů. Vagnozzi et al9 používá indukovatelnou rekombinantní interferon metoda a také generované konstitutivní (vždy zapnuto) rekombinantní interferon v Sca-1 lokus; zjistili, že Sca-1+ buněk generovaných srdečních cévách v průběhu vývoje, v průběhu stárnutí a po zranění, s triviální příspěvek k cardiomyocyte populace. Třetí studie, podle Zhang et al,10 inženýrství řada geneticky upravených myší, aby identifikovat a sledovat Sca-1+ buněk v srdci; zjistili, že Sca-1+ buňky jsou pouze z endotelových linie. Čtvrtá studie Tang et al11 generované novou myš s indukovatelnou Cre rekombinantní interferon spolu s Sca-1 proteinu a s self-štěpí peptidové sekvence mezi Cre protein a endogenní Sca-1 protein; tato strategie není narušit endogenní produkci Sca-1 protein. Tang et al11 zjistili, že z buněk Sca-1+ nevznikly žádné kardiomyocyty, přičemž buňky Sca-1+ generovaly převážně endotelové buňky a fibroblasty. Konečně, pátá studie Soonpaa et al12 izolované Sca-1+ buněk z myší, které vyjádřil fluorescenční reportér bílkovin a druhý reportér, že označeny cardiomyocyte jádra; to umožnilo vyšetřovatelům k transplantaci Sca-1+ buněk do poraněné srdce buněk a určit, zda buňky stal kardiomyocyty. Soonpaa et al nenašli žádné kardiomyocyty vznikající z transplantovaných SCA-1+ buněk.

pomocí mnoha různých technik v mnoha různých laboratořích tedy těchto 5 studií ukazuje, že Sca-1+ buňky v srdci se zřídka stávají kardiomyocyty a dominantním osudem SCA-1+ srdeční buňky je stát se endoteliální buňkou (obrázek). Při zpětném pohledu bychom neměli být překvapeni, že buňky Sca-1+ a buňky c-kit+ se také 13 stávají převážně endoteliálními buňkami v srdci, protože tyto markery byly popsány v hematopoetických kmenových buňkách. Endotelové buňky a hematopoetické kmenové buňky sdílejí mnoho markerů, a vývojový původ, také.

vyšetřovatelé, kteří původně navrhované Sca-1+ buněk jako dospělý srdeční kmenové buňky udělat nic špatného? Rozhodně ne. Jedná se o vyšetřovatele, kteří během své významné kariéry vedli vynikající vědu. Tyto předchozí studie používaly v té době nejlepší techniky a uváděly pozorování, která jsou stále platná pro použité přístupy. Otázka role endogenních Sca-1+ buněk však chyběla a to čekalo na přístupy mapování linie, které jsou zde diskutovány. Jako příklad toho, jak se nové techniky může změnit závěry, vlastní laboratoř provádí studie před deseti lety navrhl, že význam erotických srdeční kmenové buňky,14 jen aby zjistil později, s více pokročilé technologie, že stávající kardiomyocyty jsou primárním zdrojem pro nové myocytů generace v dospělé savčí srdce.15 kromě toho, ačkoli studie v této problematice oběhu důsledně eliminují koncept, že buňky Sca-1+ generují významné kardiomyocyty u myší, nevylučují možnost, že srdeční buňky Sca-1+ mohou být produktivně manipulovány v laboratoři. Konečně rozšíření endoteliálního fondu Sca-1+ může poskytnout nové poznatky o angiogenezi, a proto by buňky Sca-1+ měly pokračovat jako vyšetřovací oblast.

stručně řečeno, tento sběr nových údajů, ukazuje, že endogenní Sca-1+ buňky nejsou důležitým zdrojem kardiomyocytů u dospělých savců, přidávat se k pojetí, že kardiomyocyty sami jsou buňky, které vytvářejí nové buňky v dospělém srdci.16 to Je případ jedné skupiny vyšetřovatelů dokazuje, další skupina vyšetřovatelů, aby být špatně, nebo je to nové techniky vedoucí ke změně v interpretaci? To je případ zde, protože to je ve své podstatě samotný proces vědy sám, pracuje na konsenzuálním chápání konceptu s iteracemi, které používají nejlepší technologii dostupnou v té době. A za to bychom měli tleskat vyšetřovatelů, kteří pronásledovali dospělých kmenových buněk studie v této otázce Oběhu, a vyšetřovatelé, kteří začali dobrodružství, stejně. Z dlouhodobého hlediska je věda spíše týmovým sportem než individuálním.

poznámky pod čarou