治疗心脏病：生物化学研究者修复和再生心肌细

作者：杨超月

休斯顿大学的研究人员报告了一项首创的技术，该技术不仅可以修复小鼠的心肌细胞，还可以在心脏病发作或医学上称为心肌梗塞后再生它们。

发表在

心血管老化杂志

据UH自然科学和数学学院生物学和生物化学杰出教授罗伯特·施瓦茨、休·罗伊和莉莉艾·克兰兹·卡伦说，这一突破性的发现有可能成为治疗人类心脏病的强有力的临床策略。

这组研究人员开发的新技术使用合成信使核糖核酸(mRNA)将突变的转录因子——控制DNA转化为RNA的蛋白质——传递到小鼠心脏。

“没有人能够做到这一程度，我们认为这可能成为人类的一种可能的治疗方法，”施瓦茨说，他与最近的博士研究生肖和生物和生物化学研究助理教授迪纳卡尔·伊耶一起领导了这项研究。

合成mRNA有助于干细胞样生长

研究人员证明了两种突变的转录因子Stemin和YAP5SA协同作用，增加了从小鼠心脏中分离出的心肌细胞或心肌细胞的复制。这些实验是在组织培养皿中进行的。

“我们正在努力做的是将心肌细胞去分化成更像干细胞的状态，以便它们能够再生和增殖，”肖说。

干细胞因子开启了心肌细胞的干细胞样特性。Stemin在他们实验中的关键作用是由Iyer发现的，他说转录因子是一个“游戏规则改变者”。与此同时，YAP5SA通过促进器官生长，导致肌细胞复制更多来发挥作用。

在同一份杂志上发表的另一项发现中，该团队将报告Stemin和YAP5SA在体内修复了受损的小鼠心脏。值得注意的是，在心脏注射这些转录因子后的24小时内，肌细胞核复制了至少15倍。

药理学教授Bradley McConnell和UH药学院的研究生Emilio Lucero合作进行了这项研究，制作了梗塞成年小鼠模型。

“当两种转录因子都注射到梗塞的成年小鼠心脏时，结果令人震惊，”Schwartz说。“实验室发现心肌细胞在一天内快速繁殖，而心脏在接下来的一个月内修复到接近正常的心脏泵血功能，几乎没有疤痕。”

根据肖的说法，使用合成mRNA的另一个好处是，与病毒传递相比，它在几天内就消失了。通过病毒载体传递给细胞的基因疗法引起了几个生物安全问题，因为它们不容易被阻止。另一方面，以mRNA为基础的传递很快转变并消失。

有限数量的心肌细胞

Schwartz和Iyer在这项研究上工作了几年，肖在UH攻读博士期间一直专注于这项研究。她于2020年秋季毕业。

“能够参与这项工作，我感到荣幸和幸运，”肖说。“这是心脏再生方面的一项巨大研究，特别是考虑到使用mRNA传递Stemin和YAP5SA的明智策略。”

这一发现尤其重要，因为只有不到1%的成年心肌细胞能够再生。“大多数人死亡时，他们的心肌细胞与出生后第一个月时的大部分相同，”她说。当心脏病发作时，心肌细胞死亡，心脏的收缩能力就会丧失。