心脏是人类最重要的身体器官,被誉为“生命发动机”。但近年来,受各种因素影响,心血管疾病发病率激增,让心脏不堪重负,最终导致生命终结。为了更好地治疗心血管疾病,科学家将希望寄托在心脏自我修复再生上,以期能够实现心脏“自我救赎”。
再生医学网获悉,近日,来自北京大学未来技术学院的熊敬维教授课题组发现,Dusp6基因缺失可通过降低中性粒细胞在心梗发生后的炎症反应期对心肌的杀伤作用,改善大鼠及小鼠心梗后的心脏修复。相关研究成果发表在Nature Communications杂志上。
该课题组在前期对斑马鱼心脏再生机制的研究中发现,双特异性磷酸酶6是斑马鱼心脏再生的抑制因子。
在本项研究中,构建了Dusp6基因敲除(Dusp6-/-)大鼠模型,以及中性粒细胞特异性缺失Dusp6基因的小鼠模型(Dusp6Mrp8-KO),发现Dusp6-/-大鼠与Dusp6Mrp8-KO小鼠在心梗4周后具有更好的心脏功能及更小的纤维化瘢痕面积,表明Dusp6敲除对
心脏修复的改善功能在物种间具有高度保守性。
随后,研究人员构建了中性粒细胞特异性缺失Dusp6基因的小鼠模型(Dusp6Mrp8-KO),发现Dusp6Mrp8-KO小鼠具有与Dusp6-/-大鼠一致的表型,即在炎症反应期梗死面积减小,心梗4周后心脏功能明显改善,疤痕面积显著减小。
这一发现与此前报道的
Dusp6缺失小鼠心肌细胞增多导致心梗后心脏功能代偿性改善的结论不同,这个工作支持Dusp6基因缺失对心脏修复的改善是通过中性粒细胞实现的。
研究者进一步探究了细胞和分子机制,发现Dusp6缺失的中性粒细胞脱颗粒和释放超氧(ROS)的能力降低,从而减轻了对心肌细胞的杀伤。
作为MAPK家族蛋白ERK1/2的特异性磷酸酶,DUSP6在中性粒细胞中的缺失可导致磷酸化ERK(pERK)基础水平提高,进而抑制p38 MAPK活性及p38介导的脱颗粒及超氧释放。此外,研究人员还发现,p38可以诱导转录因子C/EBPβ结合在Dusp6基因的启动子区域激活其转录表达,从而维持中性粒细胞的杀伤活性。
作为再生医学的概念精髓,器官再生修复一直都是医疗科研领域的“重头戏”。对此,
再生医学网表示,随着该项研究成果的问世,相信将有助于推动器官再生修复的整体发展,届时,让器官实现自我再生修复将不再是梦想!