西拉斐特,印第安纳州-一支普渡大学由科学家领导 邝世欢已收到美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)250万美元的资助,以确定脂滴在肌肉干细胞功能中的作用,这项研究对人类和牲畜都有意义。
干细胞生物学癌症中心主席、动物科学在普渡大学农业学院
人类角度将关注肌肉相关疾病、衰老和损伤。牲畜方面将深入研究动物生长,以提高肉类产量、质量和味道。与Kuang合作的项目包括克里斯蒂娜·费雷拉,一位发展生物学家,在宾德利生物科学中心 ;詹姆斯·马克沃思动物科学助理教授;和张驰(Chi Zhang),助理教授化学在中科学学院
拨款如下一项研究去年,Kuang和八位Purdue合著者在《Cell Reports》杂志上发表文章,展示了脂肪发挥了意想不到的作用肌肉干细胞的命运
匡说:“我们知道,如果你搅动脂滴,细胞就会表现不好。”。“现在的问题是,脂滴在细胞中起什么作用?它们是否为细胞补充能量?或者脂滴是否可能分泌某些类型的分子来调节细胞功能?”
Markworth说,人们通常认为脂类有害,因为它们作为脂肪组织积聚在体内。然而,NIH项目将探索脂质作为肌肉中重要的信号分子可能发挥的潜在积极作用。
他说:“目前,我们还不知道这些液滴中含有哪些类型的脂质。”。
他说:“它们所含的脂肪类型会影响它们的作用吗?它们的各种下游代谢物在决定干细胞命运方面扮演着不同的角色吗?”。
过去,科学家们把水滴视为惰性储存容器,“就像垃圾桶一样”,邝说。他说,进一步了解脂滴是如何影响干细胞的,可以使干细胞更快地修复肌肉损伤或治愈肌肉疾病。
这项研究与肌肉减少症(常见的与年龄相关的肌肉萎缩)以及影响肌肉的代谢性疾病(如肥胖和糖尿病)有关。治疗主要遗传性肌肉疾病,如Duchenne肌营养不良症,以及更常见的运动性和创伤性肌肉损伤也会受益。
马克沃思说,从动物科学的角度来看,“脂滴存在于我们食用的牲畜肌肉中。”。“肉中脂滴的成分可能会影响肉的味道及其对人类饮食的营养价值。如果我们能控制肌肉中的脂肪,我们就可能提高肉的质量。”
马克沃思于2021年加入动物科学系。他与Kuang的合作表明该部门高度重视基础肌肉研究。
马克沃思说:“我的实验室希望将脂质及其下游生物活性分子在肌肉中的作用与生活方式、营养、饮食和运动行为联系起来。”。“如果我们了解什么样的脂质在细胞内很重要,它们的作用以及它们是如何发挥作用的,我们就可以通过吃什么样的脂类来轻松控制这一点。”
脂滴是细胞机制中许多不同类型的齿轮之一。在宾利中心代谢物分析设施,费雷拉该团队正在研究的肌肉干细胞代谢调节相关的脂质和其他小分子的化学分析。
她说:“当细胞改变其脂质组成时,它们就会改变其在新陈代谢中的作用。”。
费雷拉使用了一系列高度敏感的技术,包括普渡公司开发的两种技术格雷厄姆·库克斯亨利·博恩·哈斯(Henry Bohn Hass)杰出分析化学教授介绍了干细胞的代谢情况,并对其相关的脂滴进行了化学筛选。
费雷拉说:“干细胞非常罕见,数量很少。”。与此同时,由于脂滴的纳米尺寸,很难进行化学分析。数千只它们可以并排放置在一根人类头发的宽度上。
张为该项目添加了拉曼光谱。通过这种成像方法,他测量了活细胞中脂质的组成。拉曼成像利用分子振动与光束相连的方式来测量化学成分。他还开发了一种成像技术,使该团队能够在干细胞转化为肌肉细胞和其他类型细胞时监测脂滴。
张说:“我们是一个开发工具的团队。我们希望生物学家可以使用我们的工具。”。“寻找应用程序始终是我们的动力。”
他的团队目前正在设计一种工具,可以拍摄肌肉细胞的图像,同时控制它们分化的命运。该小组还正在测试如何仅将激光精确对准脂滴,以观察操纵脂滴是否会改变干细胞分化过程。
虽然普渡大学的NIH研究将重点放在肌肉上,但它对包括神经干细胞在内的全身干细胞具有潜在的影响。
注:本文由院校官方新闻直译,仅供参考,不代表指南者留学态度观点。