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华裔博士研究论文获奖:让重编程走得更远

2016/06/29 来源:生物通
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导读
华裔女科学家钱莉(Qian L.)荣获了首届“博雅-科学干细胞与再生医学杰出贡献奖”(简称为博雅-科学奖),其获奖论文为“Hope for the brokenhearted: Cellular reprogramming improves cardiac function in a mouse model of myocardial infarction”,主要介绍了体内细胞重编程的巨大应用前景……


据美通社报道,华裔女科学家钱莉(Qian L.)荣获了首届“博雅-科学干细胞与再生医学杰出贡献奖”(简称为博雅-科学奖),其获奖论文为“Hope for the brokenhearted: Cellular reprogramming improves cardiac function in a mouse model of myocardial infarction”,主要介绍了体内细胞重编程的巨大应用前景:从研究基础机制入手来了解细胞命运转变的调控,从而发现突破低效率瓶颈的手段,将心肌细胞重编程向临床应用更推进了一步。

钱莉博士简介


(图片来自Science)

钱莉博士今年36岁,她在复旦大学生命科学院获得学士学位后前往美国密歇根大学安娜堡分校攻读博士学位,师从心脏发育学奠基人之一Rolf Bodmer教授,发表了多篇重要论文。

此后钱莉博士在美国加州大学旧金山分校格拉斯通研究所做博士后,研究心肌再生,2011年她获得了美国心脏学会(AHA)青年科学家的最高荣誉,成为首位获此殊荣的华裔科学家;次年,她的体内细胞重编程修复心梗的原创性工作发表于《自然》(Nature)杂志,并被AHA评为2012年心脏病研究十大突破之一。

2012年末,她选择在北卡罗来纳大学教堂山分校(UNC-ChapelHill)组建自己的实验室,担任终身助理教授,致力于研究细胞重编程及其在探索心脏病的发病途径和治疗模式中的应用。短短三年多,钱莉博士已独立申请到AHA,EllisonFoundation,NIHR01等多项基金,带领她的团队发表了近二十篇论文,最近的一篇关于心肌细胞重编程中的研究发表在《细胞•干细胞》(Cell Stem Cell)杂志上,进一步提高了心肌细胞重编程的效率和对基础机制的了解。

重要成果

2012年,钱莉博士和她的同事们开发出一种能够将组成瘢痕组织的成纤维细胞转化为心肌细胞的蛋白混合物,其中所产生的心肌细胞自主跳动的方式完全与正常的心肌细胞一样。(In vivo reprogramming of murine cardiac fibroblasts into induced cardiomyocytes)

之前也曾有研究表明在试管中,三个转录因子的一个组合可直接将心肌成纤维细胞重新编程为心肌样细胞,但是这一研究是首次在活体中实现了这一过程。

研究人员利用一种逆转录病毒,传递三种转录因子,诱导成体小鼠的重编程,从而促进其心脏功能,这种方法采用了一种逆转录酶病毒来向成年小鼠的心脏直接输送转录因子,研究人员完成了非肌细胞向诱导的心肌细胞的转化。显然这种方法并不需要将成纤维细胞转化为干细胞,而这通常是其他的组织再生技术所需要的,因而它也就降低了不受控制的细胞生长和肿瘤形成的可能性。

其后钱莉博士也在“Reprogramming of mouse fibroblasts into cardiomyocyte-like cells in vitro”这篇文章中详细介绍了这种方法。

今年,钱莉博士研究组又在心肌细胞转分化研究中获得了重要进展:当剔除基因Bmi1时,成纤维细胞转化为心肌细胞的转化率显著增加,由此通过抑制Bmi1的表达能将心肌细胞转分化率提高10倍!(Bmi1 Is a Key Epigenetic Barrier to Direct Cardiac Reprogramming)

此前,科学家们就已经发现Bmi1是包括大脑、血液、肺和乳腺在内的许多组织成体干细胞的一个重要控制开关,而且也是在癌细胞中再活化的一种致癌基因。

这项研究发现Bmi1会干扰成纤维细胞转化为心肌细胞所需的其他关键基因的表达,因此他们尝试在细胞中降低这种表观遗传因素的影响,结果发现剔除基因Bmi1,就能增加转化率。这不仅有助于心肌疾病的研究,而且也可能有助提高在对用于再生目的的诸如神经元、胰腺细胞和肝细胞之类的其他细胞进行重编程时的转化率。

钱莉博士表示,如果进一步利用大型模式动物开展的实验也取得成功,那么这样的药丸有可能在十年内开发出来,这将为心脏病发作或心脏已经遭受损伤的患者带来新的希望。

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