Forskningsprojekt

mikroRNA och hjärtregeneration

Nyligen publicerad forskning som bedrivs inom min grupp har visat för första gången att det tre-kammare-hjärtat av det vuxna ryggradsdjuret vattensalamandern även regenererar efter resektionsskador. Vi har börjat utvärdera vilken roll mikroRNA har under hjärtregenerering enligt det modellsystem vi har utvecklat. MikroRNA är nyligen upptäckt, högkonserverade enkelsträngade RNA-molekyler ca 21-23 nukleotider långa, som reglerar genuttryck. Vi har identifierat flera mikroRNA som väsentligt regleras under vattensalamanders hjärtregeneration och vi håller just nu på att identifiera mRNA-mål för dessa mikroRNA. Den information som erhållits från differentialanalys av mikroRNA vid olika tidpunkter under hjärtats regeneration i vattensalamandern, visar på hur dessa små RNA är inblandade under olika faser av denna fantastiska regenerativa process. Upptäckten av specifika mikroRNA som krävs för hjärtat regeneration hos vattensalamandern kommer bara att gynna utvecklingen av mikroRNA-baserade terapeutiska strategier för att förebygga hjärtproblem i mänskliga sjukdomstillstånd.

Cardiosphere kulturer

För att till fullo utnyttja det tidigare nämnda hjärtregenerationsmodellen skulle vi vilja bekräfta några resultat som upptäckts in vivo, med hjälp av ett in vitro-modellsystem för vattensalamanderns hjärtregeneration. Vi har för första gången visat att cardiospheres kan isoleras från vattensalamandrar. Cardiospheres kan beskrivas som en sfärisk massa av hjärtstamceller. Dessa cardiospheres har förmåga att ge upphov till de tre cellpopulationer i hjärtat, kardiomyocyter, glatta muskelceller och endotelceller. Användningen av cardiosphere kulturer från olika däggdjursmodeller har ökat vår förståelse för att hjärtspecifika progenitor / stamceller kan erhållas endogent från odlad hjärtvävnad. Att kunna studera det bidrag som vattensalamanderns cardiospheres har i en morfologisk och funktionell regenerativ hjärtmodell, kan bara öka vår förståelse av hur progenitor / stamceller är involverade i hjärtregeneration. Dessutom visar det faktum att vi också kan isolera cardiospheres från vattensalamandrar, på ett liknande sätt som från däggdjursmodeller, vidare hur kompatibla dessa två chordates är.

 

A) Cardiac explant culture with small rounded cells growing on top of a lawn of mesenchymal cell outgrowth. B) Isolated cardiosphere. C)Cardiosphere stained with MHC (red). Nuclei are stained with ToPro (blue).

 

 

RNA redigering och förnyelse

Regeneration bland Urodele groddjur kräver cellulär plasticitet men mycket lite är känt om de bakomliggande molekylära mekanismerna som styr re-specificering av vissa celler i regenerationsmiljön. En kittlande verkligheten skulle vara att olika former av förnyelse kan styras av en enda post-transkriptionell mekanism som kan förändra den globala kontrollen av plasticitet och förökning. RNA redigering kan påverka genreglering på många olika sätt, vilket leder till en mängd nedströmseffekter. Hittills har den roll som RNA-redigering, och dess förmåga att förändra fenotypisk plasticitet, inte studerats i ett regenerationssammanhang. För att undersöka om RNA redigering har betydelse i reparerande regeneration, använder vi hjärtat, extremiteter och neuronala regenerationsmodeller hos vattensalamandern för att bedöma om enzymer som driver RNA redigering är differentiellt reglerade på en transkriptionell och translationell nivå. Många regenerationsmodeller ger oss möjlighet att jämföra om regenerering regleras på ett globalt sätt även om de molekylära och cellulära mekanismerna som ligger bakom dessa regenereringsprocesserna skiljer sig från varandra.