《人类胚胎干细胞分化为心肌细胞的多组学数据集》

  • 编译者: AI智能小编
  • 发布时间:2025-11-12
  • 人类胚胎干细胞(hESC)因其能分化成所有三个胚层,是研究人类早期发育的宝贵体外模型。本文提出了一个全面的多组学数据集,通过中胚层谱系将hESC分化为心肌细胞,并在10个不同时间点收集样本。该数据集利用mRNA测序(mRNA-seq)测量mRNA水平,核糖体分析(Ribo-seq)测量翻译水平,以及基于定量质谱的蛋白质组学测量蛋白质水平。技术验证表明,所有数据集具有高质量和可重复性,重复之间相关性强。这一广泛数据集为心肌细胞分化的复杂调控机制提供了重要见解,并成为研究哺乳动物发育和基因调控的重要资源。
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    • 编译者:黄雅兰
    • 发布时间:2024-11-21
    • 背景: 在我们以前的研究中,发现Latrophilin-2 (Lphn2)是一种粘附性GPCR (G蛋白偶联受体),是多能干细胞分化为心肌细胞或胚胎心脏发育过程中心脏祖细胞的特异性标记物。然而,它在成人心脏生理学中的作用仍不清楚。 方法: Lphn2缺失导致的胚胎致死性需要建立心肌细胞特异性的、他莫昔芬诱导的Lphn2敲除小鼠,这是通过将Lphn2 flox/flox小鼠与在α-肌球蛋白重链启动子下具有MerCreMer(他莫昔芬诱导的Cre[环化重组酶]重组酶)的小鼠杂交来实现的。 结果: 几天的他莫昔芬治疗完全抑制了Lphn2的表达,特别是在心肌中,并诱导了扩张型心肌病(D-CMP)表型,在短时间内伴有严重的心律失常和猝死。透射电子显微镜显示线粒体异常、模糊的Z-盘和裂开的肌原纤维。D-CMP表型或心力衰竭在心肌梗死期间恶化。在D-CMP的机制研究中,Lphn2敲除抑制PGC-1α(过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1-α)和线粒体功能障碍,导致活性氧积累和连接分子的全面抑制,如n-钙粘蛋白(粘附分子连接)、DSC-2(桥粒蛋白-2;桥粒)和连接蛋白-43(间隙连接),导致心肌纤维开裂和严重的心律失常。在一项实验性治疗试验中,p38-MAPK (p38丝裂原活化蛋白激酶)的激活剂(Lphn2的下游信号分子)通过恢复PGC-1α和线粒体功能以及恢复全局连接蛋白,显著挽救了心脏中Lphn2敲除的D-CMP表型。 结论: Lphn2通过控制心肌细胞中的线粒体功能和细胞间连接,是心脏完整性的关键调节因子。它的缺乏导致D-CMP,可以通过p38-MAPK途径的激活剂来拯救。
  • 《利用人类胚胎干细胞在实验室构建完整的胎龄为14天的人类胚胎模型》

    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2023-09-28
    •     2023年9月6日,来自以色列魏茨曼科学研究所等研究机构的研究人员在Nature期刊上发表了标题为“Complete human day 14 post-implantation embryo models from na?ve ES cells”的论文。在不使用精子、卵子或受精的情况下描述了他们如何诱导人类胚胎干细胞自我组装成一种类似早期胚胎的模型。这一进展有助于揭开妊娠早期不稳定的秘密,为流产和出生缺陷研究带来了希望,但也引发了新的伦理问题。     这些作者制作的胚胎模型长达14天,这是许多国家人类胚胎实验室研究的法定期限,也是大脑等器官开始发育的时间点。他们说,他们的研究不同于其他团队的研究工作,因为他们使用的是化学修饰而非基因修饰的胚胎干细胞,他们制作的模型更像真实的人类胚胎,有卵黄囊和羊膜腔。英国弗朗西斯-克里克研究所的James Briscoe说,这些相似之处可能使他们构建出的胚胎模型更有助于研究流产、出生缺陷和不孕症等疾病。他们的胚胎模型似乎能够产生在发育早期形成组织的所有不同类型的细胞。这些作者和没有参与这项研究的科学家们都强调,这些胚胎模型不应被视为人类胚胎。这些胚胎模型的结构“与子宫内的情况非常相似,但(并)不完全相同”。然而,产生这些胚胎模型的成功率也很低,胚胎干细胞正确组装的比例很小。     英国雷丁大学干细胞生物学专家Darius Widera说,不过,“与今年早些时候发表的类似研究相比,这些类似胚胎的结构包含了发育中胚胎的大部分细胞类型”。这项研究和近期的其他研究工作表明,“人类胚胎模型越来越复杂,越来越接近正常发育过程中发生的事件。”他补充说,这突出表明“比以往任何时候都更需要一个强有力的监管框架”。在英国,剑桥大学已开始为基于干细胞的人类胚胎模型制定该国的首个管理框架。英国法律禁止在实验室中培养超过14天的人类胚胎,但由于干细胞衍生的类似结构是人工形成的,现有法规并未明确涵盖。尽管如此,大多数科学家们还是对现阶段的研究工作采取了自愿限制措施。这项新的研究没有开发超过14天的胚胎模型,也不涉及将这些胚胎模型移植到人类或动物的子宫中。 编译来源:https://mp.weixin.qq.com/s/gZ4MK213xr_niage3t_zvw