Nature子刊:心臟再生的新希望
日期:2014-03-05 09:03:43
Johns Hopkins大學(xué)的研究人員在一種罕見的心臟缺陷中,鑒定了一個調(diào)控心臟細(xì)胞分裂的重要分子開關(guān)。在人類出生時,正是這一開關(guān)使心臟細(xì)胞停止了分裂。這一發(fā)現(xiàn)將有望幫助人們逆轉(zhuǎn)上述過程,令心臟疾病中受損的心臟組織得以再生。文章于三月四日發(fā)表在Nature Communications雜志上。
“我們一直希望能夠在心臟受損后,恢復(fù)心臟細(xì)胞的分裂能力,幫助患者從多種心臟功能障礙中恢復(fù)。而這一發(fā)現(xiàn)給我們帶來了希望”Johns Hopkins大學(xué)醫(yī)學(xué)院的副教授Daniel P. Judge說。“機體的許多部分都可以通過細(xì)胞分裂從損傷中痊愈,但大腦和心臟是例外。現(xiàn)在人們大多寄希望于干細(xì)胞的臨床應(yīng)用,而我們的研究指出了另一條修復(fù)心臟的潛在途徑。”
機體中絕大多數(shù)細(xì)胞都會經(jīng)歷反復(fù)的死亡和再生,與此不同的是心臟細(xì)胞在出生后極少分裂。因此,心臟難以修復(fù)心臟病發(fā)作等疾病造成的損傷。
Judge的新發(fā)現(xiàn)來自于兩個一母同胞的嬰兒。這兩個相差一歲的嬰兒都在出生不久被診斷出心力衰竭,并且分別在三個月和五個月大時接受了心臟移植。醫(yī)生們對移除的受損心臟進行了檢測,他們驚訝的發(fā)現(xiàn)這些嬰兒的心臟細(xì)胞還能持續(xù)分裂,而這一過程在這個年齡段本不應(yīng)該發(fā)生。
為了尋找可能造成這一現(xiàn)象的遺傳學(xué)異常,研究人員在整個基因組中篩查了編碼蛋白的部分。研究顯示,這兩個嬰兒都攜帶有ALMS1基因的兩個異??截?。
此后,研究人員又發(fā)現(xiàn)了五名出現(xiàn)了心臟細(xì)胞增殖的嬰兒患者。遺傳學(xué)分析顯示,這些嬰兒的ALMS1基因也出現(xiàn)了突變。研究人員指出,這些突變影響了Alström蛋白,導(dǎo)致心臟細(xì)胞無法按計劃停止分裂。Judge指出,這種脫離控制的細(xì)胞分裂對嬰兒造成了毀滅性的心臟損傷。
研究顯示,ALMS1基因突變還涉及了一種罕見的常染色體隱性遺傳疾病——Alström綜合癥。這種疾病與肥胖癥、糖尿病、失明、聽力喪失和心臟疾病有關(guān)。
在進一步的研究中,Johns Hopkins大學(xué)的研究人員培養(yǎng)了小鼠的心臟細(xì)胞,并關(guān)閉了其中的ALMS1基因。他們發(fā)現(xiàn)與ALMS1正常的細(xì)胞相比,ALMS1缺陷型的心臟細(xì)胞數(shù)量增加了10%。隨后,研究人員培育了攜帶ALMS1突變的基因工程小鼠。研究顯示,這一突變的確增加了小鼠心臟細(xì)胞的增殖。不過,小鼠體內(nèi)的這種細(xì)胞增殖最終還是會停止,Judge說。
研究人員指出,理解ALMS1突變的調(diào)控作用可以幫助人們以一種可控的模式再生心肌組織。Judge強調(diào),操縱ALMS1來修復(fù)心臟損傷需要非常謹(jǐn)慎。因為一旦細(xì)胞增殖不受控制,就可能導(dǎo)致嚴(yán)重甚至致命的并發(fā)癥。