生物化学研究人员修复和再生心肌细胞

作者：王韵壹、李英、熊慧卿

　　休斯顿大学的研究人员正在报告一项首创技术，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已知的心肌梗死后再生。

　　UH自然科学和数学学院的Robert Schwartz、Hugh Roy和Lillie Cranz Cullen生物学和生物化学杰出教授表示，这一开创性发现发表在《心血管衰老杂志》上，有可能成为治疗人类心脏病的强大临床策略。

　　研究人员团队开发的新技术使用合成信使核糖核酸（mRNA）向小鼠心脏输送突变转录因子——控制DNA转化为RNA的蛋白质。

　　Schwartz与最近的博士毕业生Siyu Xiao和生物学和生物化学研究助理教授Dinakar Iyer一起领导这项研究，没有人能做到这一点，我们认为这可能会成为人类的治疗方法。

　　合成mRNA有助于干细胞类似生长

　　研究人员证明，两个突变转录因子，茎和YAP5SA，协同工作，可以增加从小鼠心脏中分离的心肌细胞或心肌细胞的复制。这些实验是在组织培养皿上进行的体外实验。

　　肖说，我们试图将心肌细胞去分化为更像干细胞的状态，以便它们能够再生和增殖。

　　茎从心肌细胞中转向干细胞样特性。Iyer发现了Stem在实验中的关键作用，他说转录因子是“游戏规则的改变者”。与此同时，YAP5SA通过促进器官生长来发挥作用，从而导致肌细胞进一步复制。

　　在同一期刊上发表的另一项发现中，该团队将报告Stem和YAP5SA在体内修复了受损的小鼠心脏。值得注意的是，在提供这些转录因子的心脏注射后，肌细胞核在24小时内至少复制了15倍。

　　药理学教授布拉德利·麦康奈尔和UH药学院的研究生埃米利奥·卢塞罗通过制作梗死的成年小鼠模型来合作进行这项研究。

　　Schwartz说，当两种转录因子被注射到梗死的成年小鼠心脏时，结果令人惊叹。实验室发现，心脏肌细胞在一天内迅速繁殖，而下个月的心脏被修复为接近正常的心脏泵送功能，几乎没有疤痕。

　　Xiao说，使用合成mRNA的另一个好处是，与病毒传播相比，它在几天内就会消失。病毒载体传递给细胞的基因疗法引起了一些生物安全问题，因为它们不容易停止。另一方面，基于mRNA的传递会迅速翻转并消失。

　　数量有限的心肌细胞

　　Schwartz和Iyer在这项研究中工作了几年，Xiao在UH的博士研究中一直专注于这项研究。她于2020年秋季毕业。

　　肖说，我为做这件事感到荣幸和幸运。这是一项关于心脏再生的巨大研究，特别是考虑到使用mRNA输送茎和YAP5SA的明智策略。

　　这些发现尤其重要，因为只有不到1%的成人心脏肌肉细胞可以再生。她说，大多数人死于与生命第一个月相同的心肌细胞。当心脏病发作和心肌细胞死亡时，心脏的收缩能力可能会丧失。

　　这项研究的部分资金来自休斯顿大学、Cullen捐赠主席、德克萨斯州高等教育协调委员会、Leducq基金会和Animatus Biosciences, LLC赞助的研究协议。

　　其他研究贡献者包括UH的Rui Lang；以及德克萨斯农工大学生物科学和技术研究所的Zhishi Chen和Jiang Chang。