Identität-shifting-Zellen schützen gegen Bruch bei Atherosklerose

Identität-shifting-Zellen schützen gegen Bruch bei Atherosklerose

Ändern Sie Ihre Identität, um andere zu schützen klingt vielleicht etwas reserviert für comic-Bürgerwehr, aber eine Studie von Forschern an der Stanford University School of Medicine hat herausgefunden, eine ausgewählte Gruppe von Zellen in der Arterienwand, die genau das tun.

Für diese Zellen, die Identität Verschiebung geschieht in einer Krankheit namens Arteriosklerose, die Auftritt, wenn Sie verstopft Arterien von plaque, die eine Ansammlung von Fetten, Cholesterin und molekularen Partikel.

„Wir wissen, dass Dinge wie schlechte Ernährung und mangelnde Bewegung tragen zur Arteriosklerose“, sagte Thomas Quertermous, MD, professor der kardiovaskulären Medizin an der Stanford. „Aber molekular sprechen, Forscher noch nicht wissen, wie die Krankheit fortschreitet oder Umgekehrt, ist behindert.“ Dieser neuen Arbeit, sagte er, nimmt einen großen Schritt in Richtung der Bewältigung dieser Frage.

Plaque wächst innerhalb der Schichten des Gewebes, die form der Arterie, im Gegensatz zu der Innenseite der Röhre selbst, die Entstehung der Blut-conduit zu schmal. Zu viel plaque reißt das Gewebe, so dass die aufgebaut klebrige Masse zu Fluten das innere der Röhre. Das führt zu einem Gerinnsel, die dazu führen können Arterien-Verstopfung und oft einen Herzinfarkt.

Bei Menschen mit Arteriosklerose, Zellen der Arterie Wand verwandeln und dringen in den Bereich, der plaque, oder Läsion, und bilden so etwas wie eine fibröse Kappe, die wirkt wie eine Art Deckel, um zu verhindern, dass die plaque, die sich vor dem platzen in die Arterie. Nun, Quertermous und seine Kollegen geprägt haben, die Identität dieser transformierten Zellen, geben wichtige Einblicke in die so genannte plaque-Stabilität, bestimmt, welche die Wahrscheinlichkeit einer plaque aus allen Nähten platzen. Die robustere die fibröse Kappe, die stabiler ist die plaque-und desto weniger wahrscheinlich ist es zum Bruch.

Das team hat auch nicht aufgezeigt, ein gen zu sein scheint, dass hinter den Zellen transformation. Was mehr ist, wenn Sie sah populationwide genomischen Daten, sahen Sie, dass Personen, die mehr Aktivität in diesem gen wurden mit einem verringerten Risiko für Herzinfarkt.

„Logisch, es macht Sinn-je mehr Zellen, die helfen, bilden die fibröse Kappe, die stärker für den Schutz gegen plaque-Ruptur und daher weniger Risiko für einen Herzinfarkt“, sagte Quertermous, wer ist der William G. Irwin, Professor der Kardiovaskulären Medizin.

Ein Papier beschreibt die details der Studie veröffentlicht werden, 29. Juli in der Zeitschrift Nature Medicine. Quertermous ist der senior-Autor. Der führende Autor ist Robert Wirka, MD, Ausbilder des Herz-Kreislauf-Medizin.

Die glatten Muskelzellen zur Rettung

Unter gesunden Bedingungen, die glatten Muskel-Zellen der Wand der Arterien Steuern des Schiffes Ausdehnung, ausdehnen und zusammenziehen, um zu regulieren den Blutfluss und Blutdruck. Aber wenn plaque in der Arterie beginnt zu bauen, zu glatten Muskel-Zellen beginnen sich zu verschieben.

Die Zellen tatsächlich bewegen sich die plaque Läsion, Wirka, sagte. Die Gene, die die glatten Muskelzellen beginnen zu verschließen, und an Ihrer Stelle neue Gene einzuschalten. Dann, wie Clark Kent zu Superman, der glatten Muskelzellen Graben Ihre alltägliche Identität für eine heroische version von sich selbst, — das fibromyocyte, ähnlich Fibroblasten, einem Zelltyp, der bekannt für seine Rolle im Bindegewebe und Kollagen-Produktion. Die fibromyocytes bilden dann eine schützende Kappe über die Cholesterin -, Fett-und molekularen Schutt, Komponieren, arterielle plaque.

„Es ist wie eine Art von Schorf über einer Wunde,“ Quertermous, sagte. „Nur in diesem Fall, dass die Kruste hält auch die plaque, die sich stabil.“

Forscher haben bekannt, dass glatte Muskelzellen erfinden sich neu bei Arteriosklerose, aber es war nicht klar, was genau Ihre neue Identität war. Dachten die Wissenschaftler, dass diese Zellen könnten eine positive Rolle, sondern auch der Verdacht, Sie könnten zu verwandeln, dysfunktionale Zellen des Immunsystems, die Entzündungen fördern und den Zustand verschlechtern.

Um herauszufinden, die glatten Muskelzellen Absichten, Wirka, Quertermous und Ihre Kollegen verwendeten eine experimentelle Technik, die in Mäuse namens lineage tracing, die es erlaubt, die Wissenschaftler zu verfolgen, den Aufenthaltsort von bestimmten Zellen und Zellen aus den Zellen. Die Gruppe “ arteriellen glatten Muskelzellen, in der Mäuse mit einer speziellen Chemikalie, stellt sich die Zellen rot unter einem Mikroskop. Dann, nach Induktion einer Maus-version von Arteriosklerose, Sie überprüft die Arterien für die Beschilderung von glatten Muskelzellen Bewegung. Sie beobachteten, dass sich einige der rot markierten glatten Muskelzellen verschoben hatte, in die plaque, die aus Ihrer ursprünglichen Heimat in die Arterie.

Neuer Ort, neuer name

Wirka und Quertermous dann profiliert alle Zellen in die Arterie, analysiert die Sammlung von Zellen-Immunsystem, glatten Muskelzellen, fibromyocyte und mehr — und lief gen-expressions-Analysen, um zu sehen, welche Gene wurden „on“, die in jeder einzelnen Zelle. Nach der genexpressionsanalyse, die rot-markierten, glatten Muskel-Zellen, die migriert, um die plaque wurden, sporting einen neuen look.

„Diese Zellen zeigten eine Art von swap: Muster der gen-Aktivität, die Strecke mit glatten Muskelzellen verringert, und die Aktivität von Genen, die Anlass zu fibromyocytes erhöht,“ Quertermous, sagte. „Die Daten, die uns erlaubt, jenseits des Schattens eines Zweifels, charakterisieren diese Zellen in die plaque, die sich wie die glatten Muskelzellen, die haben sich in fibromyocytes.“ Bemerkenswert ist, Wirka, sagte, die Forscher fanden keine Hinweise darauf, dass die glatten Muskelzellen verwandelt sich in plaque-destabilisierenden Immunzellen, lösen eine langjährige Frage in das Feld ein.

Nächsten, Quertermous und Wirka verwendet eine form der computer-Modellierung zu überbrücken Maus Biologie auf den Menschen. Sie nahmen Gewebeproben von menschlichen Patienten mit Arteriosklerose, die erhalten hatte Herztransplantationen. Die Wissenschaftler analysierten Zellen aus dem menschlichen Arterien mit der gleichen single-cell-gene-expression-Methode verwendet, in der Maus-Gewebe.

Mit Daten aus humanen und Maus mit atherosklerotischen Gewebe, die computer-Modell genau identifiziert Zelltypen, unabhängig von der Spezies. Wichtiger ist, fanden die Forscher das gleiche Phänomen tritt in den menschlichen Arterien: die Glatten Muskelzellen wurden auch die Umwandlung in fibromyocytes während menschlicher Erkrankungen.

Das gen hinter den übergang

Quertermous und Wirka ging sogar noch einen Schritt weiter, identifizieren das gen, das scheint, zu fahren, der übergang von den glatten Muskelzellen fibromyocyte während der Atherosklerose. In Quertermous‘ früherer Arbeit, er identifiziert ein bestimmtes gen, TCF21, das verbunden war mit einer person das Risiko für die koronare Herzkrankheit.

„Es ist meine Theorie alle zusammen, dass TCF21 wird reaktiviert in der Gefäßwand und ist ein wichtiger Beitrag zu dieser Zelle übergang,“ Quertermous, sagte.

So testete er, dass die Theorie in einem Mausmodell der Atherosklerose, durch das deaktivieren der TCF21 gen, um zu sehen, wenn es verschlimmert die Krankheit. Er und Wirka sah, dass Mäuse ohne TCF21 gebildet weniger fibromyocytes insgesamt weniger fibromyocyte Zellen in der plaque und eine weniger stabile fibröse Kappe.

Quertermous und Wirka sagte, dass TCF21 könnte wahrscheinlich helfen, führen Sie in Richtung einer neuen Therapie für die koronare Herzkrankheit. Aber bevor Sie Schritte in diese Richtung, es gibt noch mehr zu verstehen, über TCF21 und wie es vermittelt diese Umwandlung auf molekularer Ebene, haben Sie gesagt. „Jetzt haben wir gute Hinweise, dass die Fähigkeit der glatten Muskelzellen zu Unterziehen, diese transformation zu fibromyocytes wichtig ist, zum Schutz gegen klinisch bedeutsame koronare Herzkrankheiten, aber das timing und das Ausmaß dieser transformation ist wahrscheinlich auch wichtig,“ Wirka sagte.