JCB：端粒长度与心脏再生有关

最近，西班牙国家心血管研究中心的研究人员发现，心肌细胞染色体的末端会在出生后迅速侵蚀，从而限制了细胞增殖和替换受损心脏组织的能力。这项研究将刊登在2016年5月30日的《Journal of Cell Biology》杂志上，并提出了潜在的新干预措施，可提高心脏病发作后的心脏自我修复能力。

　　

生物通报道：最近，西班牙国家心血管研究中心的研究人员发现，心肌细胞染色体的末端会在出生后迅速侵蚀，从而限制了细胞增殖和替换受损心脏组织的能力。这项研究以“Postnatal telomere dysfunction induces cardiomyocyte cell-cycle arrest through p21 activation”为题，将刊登在2016年5月30日的《Journal of Cell Biology》杂志上，并提出了潜在的新干预措施，可提高心脏病发作后的心脏自我修复能力。

新生儿可以修复受伤的心肌，但是在成人中，心脏病可造成永久性的伤害，从而常常导致心脏衰竭和死亡。新生小鼠还可以再生受损的心脏组织。它们的心肌细胞，可在出生后第一周增殖并修复心脏，但是随着小鼠年龄的增长，就失去了这种再生能力，它们的大部分心肌细胞退出了细胞周期。

西班牙国家心血管研究中心的Ignacio Flores及其同事们想知道，这种细胞周期阻滞的原因是否可能涉及端粒——保护染色体末端的重复DNA序列。如果端粒长得太短——例如，因为一种端粒延伸端粒酶的缺失，细胞就可能弄错受损DNA片段的染色体末端，从而导致抑制细胞周期的一个检查点被激活。

因此，Flores和他的同事检查了新生小鼠心肌细胞的染色体端粒长度，他们发现，在小鼠出生后第一周端粒迅速侵蚀。这种侵蚀与端粒酶的表达减少相一致，同时伴随着DNA损伤反应和一个名为p21的细胞周期抑制剂的激活。

与野生型小鼠相比，端粒酶缺陷小鼠有着更短的端粒，并且，研究人员发现，在出生后一天它们的心肌细胞已经开始停止增殖。当Flores和他的同事们损坏一日龄小鼠的心脏时，端粒酶缺陷型心肌细胞不能增殖或再生受伤的心肌。相比之下，野生型心肌细胞能够增殖并替换受损的组织。

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他们还发现，敲除细胞周期抑制剂p21，可延长心肌细胞的再生能力，并能够让1周龄的p21缺陷型小鼠比一周龄野生型小鼠更为有效地修复受损的心脏组织。

因此，维持心肌细胞端粒的长度可能提高成年细胞的再生能力，从而在心脏病发作改善心脏组织的复原。Flores说：“我们现在正在制备端粒酶超表达小鼠模型，以探讨是否我们可以扩大这个再生的范围。”

有很多研究指出，端粒长度的变化可以用于预测疾病。例如，2015年5月，美国西北大学医学院与哈佛大学合作的一项新研究表明，血细胞端粒（DNA链的保护端盖）长度变化的独特模式，可在实际确诊多年以前就预测出癌症。相关研究结果发表在《EBioMedicine》杂志。相关阅读：华人女学者：端粒变化可提前十年预测癌症。

但是，也有学者对端粒检测是否有用提出了质疑，早在2011年，就有两派学者在《Science》杂志上对此表达了不同的观点。一些端粒研究方面的重量级人物却认为这些检测为时过早。有趣的是，2009年诺贝尔生理学/医学奖获得者Elizabeth Blackburn和Carol Greider这一次是站在了对立面。相关阅读：端粒检测是否有用 诺奖得主陷入争论。

最近，国际著名学术期刊《美国心脏病学会杂志》（JACC）发表的一项研究指出，血液循环中的白细胞端粒长度(LTL)，并不能有效地预测无疾病症状的人是否有心血管疾病风险。相关阅读：著名期刊质疑端粒长度的一种预测作用。

（生物通：王英）

生物通推荐原文：
Aix et al. Postnatal telomere dysfunction induces cardiomyocyte cell-cycle arrest through p21 activation. 2016. J. Cell Biol. http://dx.doi.org/10.1083/jcb.201510091