科学家发现心脏发育必需的新激素

在12月5日的Developmental Cell杂志上发表的一项最新研究中，新加坡的研究人员确定了一种可被用于心脏病治疗分子的激素——ELABELA的编码基因。利用专门设计的缺乏这种激素的斑马鱼模型，他们发现，ELABELA对心脏形成是必不可少的。

　　

生物通报道：新加坡A*STAR医学生物学研究所（IMB）和分子与细胞生物学研究所（IMCB）的科学家们，确定了一种可被用于心脏病治疗分子的激素的编码基因。这个激素——他们称为ELABELA——只有32个氨基酸长，使其成为人体制造的最小蛋白之一。

由Bruno Reversade带领的研究团队，进行了实验以确定ELABELA的功能，因为它的存在至今还是未知的。利用专门设计的缺乏这种激素的斑马鱼，他们发现，ELABELA对心脏形成是必不可少的。缺乏这个基因的斑马鱼胚胎，有着发育不完全的心脏，或根本没有心脏。他们的研究结果发表在12月5日的Developmental Cell杂志上。

激素不足是引起许多疾病的原因，例如胰岛素或胰岛素抵抗力的亏损，导致糖尿病，不规则的食欲和饱腹感激素，可引起肥胖。众所周知，激素能够控制例如睡眠、食欲和生育力这样的功能。然而，这是科学家们首次指出，一个保守激素的存在，在胚胎形成过程中发挥这样早期的一个作用，能有效地安排一个完整器官的发育。

研究团队还发现，ELABELA使用一个以前被认为是APELIN特有的受体，这是一个血压控制激素。这个受体称为APJ或Apelin受体，具有双重功能——首先它传送来自ELABELA的信号，然后传送来自APELIN的信号。Apelin受体的突变也能阻止心脏形成。缺乏Apelin受体的斑马鱼，被称为Grinch，参考Seuss博士1957年制造的冰冷无情的卡通人物。

ELABELA也被发现在人类胚胎干细胞内表达，表明它除了在心血管发育中发挥作用之外，还可能具有其它的功能。
该研究团队的这项成果，具有很大的前景，将ELABELA作为一个心血管疾病治疗分子，用于心脏修复和控制高血压。因为有些人在其遗传构成中，可能具有ELABELA的一个有害拷贝，因此，在一般人群中测定和筛选这个特殊基因，可能有助于我们检测在疾病发展前心脏异常的倾向。

Bruno Reversade博士说：“人类基因组测序在十年前就已经完成。我们仍然可以发现一些吸引我们的未知激素。仍然还有更多的需要我们去发现……但不用太久。”

IMB的执行主任Birgitte Lane教授说：“这项发现显示出未来心脏病和高血压控制的靶向治疗发展的巨大潜力。这是‘基础研究如何改变和完善医疗实践’的一个很好的例子。”

IMCB执行主任Hong Wan Jin教授说：“我对Bruno取得的成果非常满意，它反映了新加坡研究机构之间的协同合作和共同努力。”（生物通：王英）

生物通推荐原文摘要：
ELABELA: A Hormone Essential for Heart Development Signals via the Apelin Receptor
Summary：We report here the discovery and characterization of a gene, ELABELA (ELA), encoding a conserved hormone of 32 amino acids. Present in human embryonic stem cells, ELA is expressed at the onset of zebrafish zygotic transcription and is ubiquitous in the naive ectodermal cells of the embryo. Using zinc-finger-nuclease-mediated gene inactivation in zebrafish, we created an allelic series of ela mutants. ela null embryos have impaired endoderm differentiation potential marked by reduced gata5 and sox17 expression. Loss of Ela causes embryos to develop with a rudimentary heart or no heart at all, surprisingly phenocopying the loss of the apelin receptor (aplnr), which we show serves as Ela's cognate G protein-coupled receptor. Our results reveal the existence of a peptide hormone, ELA, which, together with APLNR, forms an essential signaling axis for early cardiovascular development.