直接进入干细胞问题的核心

胚胎干细胞发育成心脏细胞的过程是一个复杂的过程，涉及到几个分子途径和至少200个基因的精确激活。现在，索尔克研究所的科学家们发现了一种更简单的方法，可以将干细胞转化为心脏细胞，只需关闭单个基因。

这幅作品出现在基因与发育2017年12月21日，为科学家提供了一种简化的方法来实现功能心脏细胞(心肌细胞)用于研究和再生治疗。

“这一发现非常令人兴奋，因为这意味着我们有可能创造出一种可靠的服用方案正常细胞并且非常有效地将它们从干细胞于心细胞这篇论文的资深作者、索尔克大学教授凯西·琼斯说。“研究人员和商业公司希望轻松地生成心肌细胞，以研究它们在心脏病发作和疾病中的修复能力，这使我们离实现这一目标又近了一步。”

2015年，琼斯的实验室研究管理细胞生长和发育的蛋白质，发现两种不同的细胞过程相互合作，使细胞能够生长和发育胚胎干细胞(ESCs)发育成特定的细胞类型，如胰腺、肝脏和心脏。研究小组发现Wnt通路加载细胞机制开始复制和激活基因，然后激活素通路将这种活性提高许多倍。这两种途径(以关键蛋白质命名)共同引导干细胞进入一个中间阶段，从这个阶段开始，它们进一步发展成为特定器官的细胞。通过在两个不同的时间点将细胞暴露在信号分子中，研究小组可以首先触发Wnt，然后激活素，最后得到特化细胞。

在实验过程中，研究小组还发现了第三种途径——由一种叫做yap的蛋白质控制——它似乎可以抑制激活素途径，从而阻止干细胞专门化。

为了更好地理解这种影响，Jones和第一作者Conchi Estarás开始以各种方式操纵YAP基因，看看会发生什么。他们首先使用被称为CRISPR-Cas9的分子剪刀从ESCs的DNA中剪切出该基因，这样它们就不能再制造YAP蛋白了。然后，两人将细胞暴露在信号分子下，看看是否发生了什么。

令他们惊讶的是，这些细胞直接从干细胞阶段进入了搏动阶段心细胞。

“不再需要两步来实现专业化，取消YAP只需要一步，”索尔克研究助理Estarás说。“这将意味着在试剂材料和费用方面为工业节省大量资金。”

有趣的是，进一步的分析显示，通过正常的wnt激活素干细胞特化过程被激活的基因是相同的。

琼斯说:“这向我们揭示了一个隐藏的、特定的细胞谱系，直接指向跳动的心肌细胞。”“发现调控不同的基因仍然会导致相同的结果，这在医学上和商业上都很有吸引力。”

由于完全去除一个基因可能会产生意想不到的影响，研究小组接下来想测试他们是否可以使用商业上可用的小抑制剂分子关闭YAP基因，并且仍然具有功能心肌细胞来自干细胞。