众所周知,存在人体内的细胞具有极强的自我修复能力,能够维持人体的健康均衡状态。但和其他器官相比,心脏则缺乏了这一功能,而这也正是心脏病为何会如此凶险的重要原因。在过去,人们普遍认为心肌细胞不可逆损伤且无法再生,但随着医学科技的进步,这一观点似乎在悄然发生改变。
再生医学网获悉,近日,美国德克萨斯大学西南医学中心的科学家们近日在《Nature》杂志上发表报告说,他们发现了一组会抑制心肌细胞分裂的蛋白质,可以通过关闭它们来帮助心肌细胞再生。
德克萨斯大学西南医学中心研究人员Hesham Sadek说道,当前用于心力衰竭的药物治疗,包括ACE抑制剂和β受体阻滞剂,它们集中在试图阻止心肌肌肉丧失的恶性循环上,因为劳损进一步损害了剩余的心肌,导致更多细胞死亡。目前还没有重建心肌的治疗方法。
9年前,Sadek和他的同事们发现,如果小鼠的心脏在生命的最初几天受到心肌细胞分裂(这些细胞负责心脏的收缩力)的刺激而受损,它们的心脏就会再生。然而,这种能力在7天之后就完全丧失了。这是一个突然的转折点,在这期间中,这些细胞的分裂急剧减慢,并且细胞本身也在扩大。这些细胞逐渐减慢并停止分裂的原因尚不清楚。
随后,Sadek和他的团队在2013年发现了一种名为Meis1的蛋白质,在阻止心肌细胞分裂中起着关键作用。该蛋白质属于调节基因活性的转录因子。起初,Sadek团队认为Meis1是单独起作用的。在早期工作中,他们敲除了小鼠中编码该蛋白的基因。这的确延长了幼鼠心肌细胞分裂的窗口期,但是延长的时间并不长,缺失该基因的心肌细胞最终会分裂减慢并停止增殖。
因此,研究人员想知道是否存在即使在没有Meis1时也能阻止心肌细胞分裂的机制。为此,他们观察了其他哪些转录因子可能与心肌细胞中的Meis1一起合作。于是,他们发现了Hoxb13,它充当Meis1的一种伴侣蛋白。
为了更好地了解Hoxb13在心肌细胞中的作用,研究人员敲除了小鼠编码Hoxb13的基因。这些小鼠的行为很像只敲除了Meis1的基因,心肌细胞快速分裂的窗口期增加了,但在几周内仍然关闭。当研究人员在诱发心脏病发作后关闭成年小鼠中的Hoxb13的功能,心肌细胞在短时间内再次开始分裂,但尽管它防止了退化,但不足以帮助小鼠完全康复。
有趣的是,当研究人员同时敲除Meis1和Hoxb13的基因时,这些小鼠中的心肌细胞似乎恢复到发育的早期阶段,它们的体积都缩小了,数量也增加了。诱发心脏病发作后,这些小鼠每一次心跳可以从心脏排出的血液量有了迅速的改善。它们的心脏功能几乎恢复了正常。
或许,还有更好的选择,那就是钙调神经磷酸酶(calcineurin),该蛋白共同调节Meis1和Hoxb13。由于这种蛋白质在许多其他疾病中也起着作用,因此已经有针对这种蛋白质的药物存在,因此它可能适合心脏病患者。
最后,
再生医学网认为,虽然该项研究目前尚未进入临床阶段,但从现有的实验结果来看,即便只是能够暂时性增强心肌细胞的分裂能力,也可以起到改善心脏病患者预后的生活质量。而且,想必随着医学技术的不断发展,该成果会进一步得到加强。