发现控制心脏发育的一个关键蛋白

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    [生物通讯]德克萨斯大学达拉斯西南医学中心的研究人员发现了一种蛋白质调节着从胚胎到成年时期的心脏生长和发育。

    这项发现发表在9月19日期的《细胞》（Cell）杂志上，文章报道一种蛋白质控制着小鼠生长发育各个阶段心脏的生长，研究人员将这种蛋白质命名为Homeodomain-Only Protein (HOP) 。该研究的主要作者、德克萨斯大学西南医学中心分子生物学系主任Eric Olson博士介绍说，研究小组的计划是找到心脏所独有的蛋白并研究其在心脏发育中的功能。研究小组识别出HOP后，他们创造出经遗传改造后不能产生该蛋白的小鼠，结果产生了戏剧性的效果。

    “我们创造出缺失编码这种蛋白质的基因的基因敲除小鼠，这些小鼠的发展道路归为两类：一类在胚胎发育时期就由于心脏停止生长而死亡了，另一类存活到成年期，但发育出过多的心肌细胞。”Olson说。Olson同时也是Nancy B. 与 Jake L. Hamon 癌症基础研究中心和Nearburg Family小儿肿瘤学基础研究中心的主任。

    “了解心脏细胞生长的调节机制对于最终找到修复心脏损伤的治疗方法具有重要意义。”他说。

    研究人员观察到的变异小鼠胎儿发育时期出现的问题包括心室壁大量破裂、心房层面变窄、以及心脏周围纤维组织发育出血管等。突变小鼠出生后，心肌细胞的数量比野生型对照小鼠增加了19倍，基因特征筛查结果显示，179个基因的表达增高，90个基因的表达水平降低。

    研究人员认为，HOP是通过控制血清反应因子（serum response factor，SRF)的水平来行使调节心脏发育的功能的。SRF和它的三个同源蛋白形成一个叫做MADS-box的聚合体，这些蛋白诱发产生一些器官和系统的遗传活动。在心脏发育的实例中，SRF控制着产生细胞的类型和数量，而HOP控制着SF的活性。没有HOP，SRF就不能正确平衡心脏细胞的分裂与分化，导致心脏发育不全或过度发育。

    “要想心脏发育正常，心肌细胞的增殖与分化必需达到非常和谐的平衡。”Olson解释说。“心肌细胞循环的调节中有许多令人感兴趣的东西，这是因为心脏不能修复自身，它不能有效再生细胞。”

    虽然Olson 和他的研究小组认为HOP蛋白及其在心脏发育中功能的识别非常重要，但他们也相信，这只是目前揭示的心脏发育机制中的一个小片段。”

    “我们需要查明如何调节HOP。肯定有其它信号分子和蛋白指挥着HOP，”Olson认为。“但HOP确实是心脏生长和发育的调节机制中的一个重要组成部分。”

    总部设在加州圣地亚哥的Collateral Therapeutics Inc公司是一家致力于开发心脏疾病遗传疗法的公司，该公司已经授权进行基于这个发现的药物开发研究。

消息来源：德克萨斯大学达拉斯西南医学中心。

生物通摘译自BIO.COM