줄기세포 문제의 핵심

2017년 12월 21일에 발표된 연구는 과학자들에게 연구 및 재생 치료를 위해 기능하는 심장세포 (cardiomyocytes)에 도달하는 효율적인 방법을 제시합니다.  이 발견은 잠재적으로 정상적인 세포를 취하여 줄기 세포에서 심장 세포로 매우 효율적으로 이동시키는 신뢰할 수 있는 프로토콜을 만들 수 있다는 것을 의미하기 때문에 정말로 흥미 롭습니다.

심장 마비와 질병에 대한 치료 능력을 연구하기 위해 심근 세포를 쉽게 생성하기를 원한다. 2015년에 세포 성장과 발달을 관리하는 단백질을 연구하는 연구실은 배아줄기세포(ESCs)가 췌장, 간 및 심장과 같은 특정 세포 유형으로 발전 할 수 있도록 두 개의 다른 세포 과정이 협력한다는 것을 발견했습니다. Wnt 경로가 유전자를 복제하고 활성화하기 위해 세포 기계를로드하고 Activin 경로가 그 활성을 여러 배로 증가 시킨다는 것을 발견했다. 

두 가지 경로(핵심 단백질로 명명됨)는 줄기 세포를 중간 단계로 유도하여 특정 장기의 세포로 진행시킵니다. 두 개의 서로 다른 시점에서 신호 분자에 세포를 노출시킴으로써, 팀은 첫 번째 Wnt, 그 다음 Activin을 트리거하고 전문화 된 세포로 끝낼 수 있습니다. 그들의 실험 과정에서 팀은 또한 YAP이라는 단백질이 지배하는 세 번째 경로를 발견하여 줄기 세포를 전문화하지 못하게하는 Activin 경로에 브레이크를 설치하는 것처럼 보였다. 

이 효과를 더 잘 이해하고 싶다면 YAP 유전자를 여러 가지 방법으로 조작하여 어떤 일이 일어날지를 확인했습니다. 그들은 ESC의 DNA에서 유전자를 잘라 내기 위해 CRISPR-Cas9로 알려진 분자 가위를 사용하여 시작하여 더 이상 YAP 단백질을 만들 수 없습니다. 그런 다음 듀오는 세포가 신호 분자에 노출되어 무엇이 일어 났는지를 확인합니다. 놀랍게도 세포는 줄기세포 단계에서 심장세포를 치고 직접 이동했습니다.  전문화를 위해 두 단계를 요구하는 대신 YAP을 제거하면 단 한 단계로 줄일 수 있습니다. 

이는 시약 재료 및 비용 측면에서 산업계의 막대한 절약을 의미 할 것입니다. 흥미롭게도 추가 분석을 통해 동일한 Wnt-Activin 줄기 세포 전문화 과정을 통해 활성화되는 것과 동일한 유전자가 활성화되는 것으로 나타났습니다.  이것은  심근세포를 박동하는 숨겨진 특수세포 계통을 직접 밝혀 냈습니다. 다르게 규제되는 유전자를 발견하는 것은 매혹적이고 의학적으로나 상업적으로 유용하다고 말했다. 유전자를 완전히 제거하면 의도하지 않은 결과가 발생할 수 있기 때문에 팀은 상업적으로 이용 가능한 작은 저해제 분자를 사용하여 YAP 유전자를 끌 수 있는지 테스트하고 줄기세포에서 기능하는 심장 세포를 유도합니다.