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人體擅長新生細(xì)胞以修復(fù)損傷，但是一個重要的器官就缺乏這種能力，那就是心臟。這也是心臟病之所以如此致命的原因之一。各種心臟疾病也不可避免地最后轉(zhuǎn)歸為心力衰竭。在心肌梗死、心力衰竭的發(fā)生過程中心肌細(xì)胞的丟失是主要的病理過程。 傳統(tǒng)上認(rèn)為，哺乳動物出生后心肌細(xì)胞的數(shù)目不再增加，成年心肌細(xì)胞作為終末分化細(xì)胞不具備再生能力，一旦損傷則永久喪失。目前的藥物、介入支架、冠脈搭橋手術(shù)等臨床治療手段在一定程度上延緩了疾病的發(fā)生，但并不能逆轉(zhuǎn)疾病的進(jìn)展，人們一直夢想能使心肌再生。 近日，美國德克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心的科學(xué)家們近日在《Nature》雜志上發(fā)表報告說，他們發(fā)現(xiàn)了一組會抑制心肌細(xì)胞分裂的蛋白質(zhì)，可以通過關(guān)閉它們來幫助心肌細(xì)胞再生。 https:///10.1038/s41586-020-2228-6 德克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心研究人員Hesham Sadek說道，當(dāng)前用于心力衰竭的藥物治療，包括ACE抑制劑和β受體阻滯劑，它們集中在試圖阻止心肌肌肉喪失的惡性循環(huán)上，因為勞損進(jìn)一步損害了剩余的心肌，導(dǎo)致更多細(xì)胞死亡。目前還沒有重建心肌的治療方法。 9年前，Sadek和他的同事們發(fā)現(xiàn)，如果小鼠的心臟在生命的最初幾天受到心肌細(xì)胞分裂（這些細(xì)胞負(fù)責(zé)心臟的收縮力）的刺激而受損，它們的心臟就會再生。然而，這種能力在7天之后就完全喪失了。這是一個突然的轉(zhuǎn)折點，在這期間中，這些細(xì)胞的分裂急劇減慢，并且細(xì)胞本身也在擴(kuò)大。這些細(xì)胞逐漸減慢并停止分裂的原因尚不清楚。 隨后，Sadek和他的團(tuán)隊在2013年發(fā)現(xiàn)了一種名為Meis1的蛋白質(zhì)，在阻止心肌細(xì)胞分裂中起著關(guān)鍵作用。該蛋白質(zhì)屬于調(diào)節(jié)基因活性的轉(zhuǎn)錄因子。起初，Sadek團(tuán)隊認(rèn)為Meis1是單獨起作用的。在早期工作中，他們敲除了小鼠中編碼該蛋白的基因。這的確延長了幼鼠心肌細(xì)胞分裂的窗口期，但是延長的時間并不長，缺失該基因的心肌細(xì)胞最終會分裂減慢并停止增殖。 因此，研究人員想知道是否存在即使在沒有Meis1時也能阻止心肌細(xì)胞分裂的機(jī)制。為此，他們觀察了其他哪些轉(zhuǎn)錄因子可能與心肌細(xì)胞中的Meis1一起合作。于是，他們發(fā)現(xiàn)了Hoxb13，它充當(dāng)Meis1的一種伴侶蛋白。 為了更好地了解Hoxb13在心肌細(xì)胞中的作用，研究人員敲除了小鼠編碼Hoxb13的基因。這些小鼠的行為很像只敲除了Meis1的基因，心肌細(xì)胞快速分裂的窗口期增加了，但在幾周內(nèi)仍然關(guān)閉。當(dāng)研究人員在誘發(fā)心臟病發(fā)作后關(guān)閉成年小鼠中的Hoxb13的功能，心肌細(xì)胞在短時間內(nèi)再次開始分裂，但盡管它防止了退化，但不足以幫助小鼠完全康復(fù)。 有趣的是，當(dāng)研究人員同時敲除Meis1和Hoxb13的基因時，這些小鼠中的心肌細(xì)胞似乎恢復(fù)到發(fā)育的早期階段，它們的體積都縮小了，數(shù)量也增加了。誘發(fā)心臟病發(fā)作后，這些小鼠每一次心跳可以從心臟排出的血液量有了迅速的改善。它們的心臟功能幾乎恢復(fù)了正常。 在這張成年小鼠心臟的圖像中，敲除了基因Hoxb13和Meis1進(jìn)行研究，心肌細(xì)胞顯示出通常只在新生小鼠心臟中可見的特征。圖片來源：UTSW 或許，還有更好的選擇，那就是鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶（calcineurin），該蛋白共同調(diào)節(jié)Meis1和Hoxb13。由于這種蛋白質(zhì)在許多其他疾病中也起著作用，因此已經(jīng)有針對這種蛋白質(zhì)的藥物存在，因此它可能適合心臟病患者。 雖然這項研究目前僅適用于小鼠，但科學(xué)家們希望能夠開發(fā)出心臟病發(fā)作后可以給予患者的藥物，以幫助修復(fù)器官并防止進(jìn)一步的損害。即使只是暫時增強(qiáng)心肌細(xì)胞的分裂能力，也可以大大改善患者的預(yù)后。 End 參考資料： [1] Helping the heart heal itself [2] Flipping a protein switch could help hearts heal after an attack [3] 成年心肌細(xì)胞是不能再生的細(xì)胞？有人用實驗顛覆了它 [4] Healing the heart by returning it to its infancy |
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