心脏再生的分子开关

　　

         

         

         

         

         

                   

         

         

Hesham Sadek，医学博士，博士，心脏病科内科教授

在胚胎生长期间和出生后的短暂时间内，哺乳动物有强大的能力再生受损的心脏细胞。然而，不久之后，这种能力就消失了。现在，德克萨斯大学西南分校的科学家们发现了一种分子开关，可以恢复成人心脏细胞的再生能力。发表在《Nature Cardiovascular Research》杂志上的研究结果指出了治疗心力衰竭的潜在药物靶点。

“心力衰竭是一个巨大的临床问题。一旦你的心脏受到心脏病、感染或基因异常的损害，失去的心脏细胞就不会恢复，”研究负责人Hesham Sadek说。“现在，我们离能够改变这种状况又近了一步。”

出生几周后，新生哺乳动物的心脏细胞从增生生长(产生新细胞)转变为肥厚生长(现有细胞可以变大但不能再生)。Sadek博士的研究小组此前发现，在小鼠体内，高水平的信号分子钙调神经磷酸酶可以提前触发这种转变，阻止胚胎心脏细胞分裂成新细胞的能力。

         

当UTSW的研究人员关闭信号分子钙调神经磷酸酶后，心肌细胞(红色、绿色和蓝色的细胞核)开始再生。

在这项新研究中，他们想知道是否事实正好相反。如果钙调神经磷酸酶对心脏细胞再生起制动作用，那么从成人心脏细胞中清除钙调神经磷酸酶是否能恢复其再生能力?

当Sadek博士和他的同事从小鼠的心脏细胞中从基因上去除钙调神经磷酸酶基因时，他们发现这是正确的。在没有钙调神经磷酸酶的情况下，心脏产生了更多的新肌肉细胞，称为心肌细胞，在健康小鼠和心脏病发作后都是如此。

研究人员接下来测试了用他克莫司阻断钙调磷酸酶是否会有同样的效果。他克莫司已经被FDA批准用于防止器官排斥反应。在健康的小鼠中，当药物被注射或通过植入的泵输送时，结果与基因研究中看到的一致:阻断钙调磷酸酶导致新的心脏细胞的产生。

“这真的很令人兴奋，”Sadek博士说。“有一种FDA批准的药物可以阻止成年哺乳动物的器官再生，这是非常不可思议的。”

然而，当研究小组在心脏病发作后的小鼠身上测试这种药物时，钙调神经磷酸酶阻滞剂并没有改善心脏功能。Sadek博士认为，这是由于钙调神经磷酸酶在全身的其他广泛作用，因为它也针对免疫系统和许多炎症细胞和分子。在接受他克莫司治疗的动物中，研究人员观察到，与未接受药物治疗的动物相比，到达心脏损伤部位的免疫细胞更少(事实上，这就是他克莫司如何帮助接受移植的患者防止器官排斥反应)，心脏内的新血管也更少。研究人员推测，即使心肌细胞再生的刹车被解除，这种炎症和血管生成反应的缺乏也会阻止心脏病发作后的心脏愈合。

尽管在心脏病发作后的小鼠身上出现了阴性结果，但Sadek博士和他的团队表示，初步发现令人鼓舞，并提出了一些方法，即成年心肌细胞最终可以在心衰患者身上再生。

“这一研究途径的下一步是，以某种方式制造一种钙调神经磷酸酶阻滞剂，它更针对心肌细胞，而且不会对炎症反应产生这些有害影响，”Sadek博士说。