基因组测序能够检测更多的遗传条件,他们在移植两种类型的人类心脏干细胞并监测其循环外泌体后

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根据今天发表在科学杂志上的一项研究,线粒体是产生我们能量的电池,它以先前在人类中看不到的微妙方式与细胞核相互作用。

马里兰州巴尔的摩,2019年5月22日 –
用于加强心肌和治疗其他疾病的基于干细胞的疗法开始在人体临床试验中显示出前景。然而,除了观察临床结果外,缺乏可重复的,时间敏感的和非侵入性的工具来评估移植细胞在靶器官内的有效性已经减缓了干细胞领域的进展。

北卡罗来纳州CHAPEL HILL –
美国需要新生儿筛查,根据您所居住的州而略有不同。大多数情况下,这是在新生婴儿离开医院之前完成的,并且包括筛查30-50严重健康状况的血液检查通常在婴儿期或儿童期出现的问题,可能妨碍正常发育。

这项由剑桥大学科学家领导的研究表明,在为最近批准的线粒体捐赠治疗选择潜在捐赠者时,将线粒体DNA与核DNA匹配可能很重要,以防止生命后期潜在的健康问题。

马里兰大学医学院(UMSOM),宾夕法尼亚大学和埃默里大学的研究人员推测,血液检测可用于追踪移植干细胞的功效。他们的目标是通过分析从移植的干细胞分泌到受体血液中的称为外泌体的微小细胞成分来实现其目标。他们在移植两种类型的人类心脏干细胞并监测其循环外泌体后,在心脏病发作或心肌梗塞的啮齿动物模型中测试了他们的理论。研究人员发现循环外泌体将细胞成分传递给目标心肌细胞,导致心脏修复。结果发表在科学转化医学杂志上。

与目前的新生儿筛查相比,基因组测序能够检测更多的遗传条件。但是结果还不仅仅是检测阳性或阴性,而且对于目前市售的产品,这些结果和任何存在的警告可能无法完全向患者解释。正因为如此,科学界迫切需要确定如何在大规模技术可用之前将基因组测序作为新生儿筛查的一部分来实施。

构成人类基因组的几乎所有DNA – 身体的蓝图 –
都包含在我们细胞的细胞核中。这被称为核DNA。在其他功能中,核DNA编码的特征使我们个体以及在我们体内完成大部分工作的蛋白质。

外来体含有它们来源的细胞信号 – 蛋白质以及核酸和微核糖核酸(miRNA) –
它们影响受体细胞并重塑或再生我们所针对的器官,研究共同资深作者Sunjay
Kaushal,博士,医学博士,UMSOM外科教授,马里兰大学儿童医院儿科心脏外科主任。我们现在有一种工具可以确定干细胞治疗对个体患者是否有效,不仅对心脏而且对任何接受干细胞治疗的器官都有效。

我们可以通过基因组测序提供的所有其他信息,可能有数百种可能形成的条件,父母想要学习什么,以及哪种信息最适合提供?Laura
Milko博士是北卡罗来纳大学医学院医疗保健精准医学项目副主任。

我们的细胞还含有线粒体,通常被称为电池,为我们的细胞提供能量。这些线粒体中的每一个都由少量的线粒体DNA编码。线粒体DNA仅占整个人类基因组的0.1%,并且完全从母亲传给孩子。

通过血液测试,研究人员称之为液体活组织检查,研究人员监测心肌梗死后移植到大鼠心脏中的人类心脏来源细胞(CDCs)和心脏祖细胞(CPC)。移植后7天比较外泌体的血浆浓度。

Milko是发表在儿科学杂志上的一项研究的第一作者,该研究描述了一种分选条件的方法,以帮助分类在新生儿基因组测序中公开的结果类型。Milko和她的同事发现了数百种可能有助于向父母报告的情况。这项研究是UNC医学院更大的项目的一部分,该项目名为North
Carolina Exborn Exome Sequencing for Universal Screening(NC
NEXUS),由医学博士Cynthia M. Powell和医学博士Jonathan S. Berg领导。

到目前为止,科学家们一直认为线粒体很容易互换,只能为我们的身体提供动力,因此个体的线粒体可以被供体替代而没有任何后果。然而,在第一次使用英国100,000基因组计划及其国家健康研究所(NIHR)资助试点项目数据的主要人口研究中,研究人员比较了成千上万人的线粒体和核DNA,发现线粒体可以微调到细胞核。

在纯化CDC /
CPC衍生的外泌体后,研究人员发现外泌体含有与心肌恢复相关的miRNA。此外,他们发现培养物中产生的CPC和CDC的内容物与生物体中移植细胞产生的外来体的内容不同。

目前的新生儿筛查标准由卫生资源服务管理局(HRSA)在其推荐的统一筛选专家组中制定。Milko的研究使用该标准作为开发其分选方法的比较工具。

研究人员研究了超过1,500对母子对,发现这些对中只有不到一半(45%)的个体存在影响其线粒体DNA至少1%的突变。线粒体DNA的某些部分的突变更可能被传播,例如所谓的D-环区域中的突变,其控制线粒体DNA如何复制自身。相反,线粒体DNA其他部分的突变更可能被抑制,例如线粒体如何产生自身蛋白质的代码。

我们的研究应该被认为是了解干细胞干活的第一步,但重要的一点是,我们确定为响应的细胞改变了它们的基因表达,行为和分泌物,联合主要作者Sudhish
Sharma,博士,UMSOM说。外科助理教授。通过使用这些生物标志物,我们可以了解恢复的机制和程度。

目前在新生儿筛查的条件是那些在症状出现之前早期发现,如果得到更有效治疗的条件,Milko说。我们开发了一种分类系统,以大致相同的方式对信息进行分类。

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