科学家开发新技术 可在心脏病发作后修复和再生心脏细胞

2022年07月26日 10:15 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

休斯敦大学的研究人员开发了一种突破性的技术,不仅能在小鼠身上恢复心肌梗塞(或心脏病发作)后的心肌细胞,还能帮助细胞再生。据休斯敦大学自然科学和数学学院生物学和生物化学特聘教授 Robert Schwartz介绍,这一突破性的发现发表在《心血管衰老杂志》上,有可能发展成为治疗人类心脏疾病的强大临床策略。

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研究小组使用的创新方法是利用合成的信使核糖核酸(mRNA)向小鼠心脏输送突变的转录因子,这是调节DNA转化为RNA的蛋白质。

Schwartz说:“没有人能够做到这种程度,我们认为它可能成为人类的一种可能的治疗方法,”他与已毕业的博士生肖思雨(音译)和生物学和生物化学研究副教授 Dinakar Iyer领导了这项研究。

研究人员证明,两个突变的转录因子Stemin和YAP5SA协同工作,增加了从小鼠心脏分离的心肌细胞或心肌细胞的复制。这些实验是在组织培养皿上体外进行的。

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肖思雨说:“我们试图做的是将心肌细胞去分化为更类似干细胞的状态,以便它们能够再生和增殖。”

干细胞素开启了心肌细胞的干细胞样特性。Stemin在他们的实验中的关键作用是由Iyer发现的,他说这个转录因子是一个"游戏规则改变者"。同时,YAP5SA的作用是促进器官生长,使心肌细胞的复制更多。

在同一杂志上发表的另一项发现中,该团队将报告Stemin和YAP5SA在体内修复了受损的小鼠心脏。值得注意的是,在注射了这些转录因子的心脏后24小时内,肌细胞核至少复制了15倍。

药理学教授Bradley McConnell和休斯敦大学药学院的研究生Emilio Lucero通过制作梗塞的成年小鼠模型合作进行了这项研究。

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Schwartz说:“当这两种转录因子被注入梗塞的成年小鼠心脏时,结果是惊人的。实验室发现心肌细胞在一天内迅速繁殖,而在接下来的一个月里,心脏被修复到接近正常的心脏泵血功能,几乎没有疤痕。”

肖思雨说,使用合成mRNA的一个额外好处是,与病毒传递相比,它在几天内就消失了。通过病毒载体传递给细胞的基因疗法引起了一些生物安全问题,因为它们不能轻易停止。另一方面,基于mRNA的传递很快就会翻转并消失。

Schwartz和Iyer在这项研究中工作了几年,而肖思雨在休斯敦大学的整个博士学习期间都专注于这项研究。她于2020年秋季毕业。

“我感到很荣幸,也很幸运能从事这项工作,”肖思雨说。“这是心脏再生方面的一项巨大研究,特别是考虑到使用mRNA传递Stemin和YAP5SA的聪明策略。”

这些发现特别重要,因为只有不到1%的成人心肌细胞可以再生。她说:“大多数人死亡时,他们的心肌细胞大多与出生后第一个月的相同。”当有心脏病发作和心肌细胞死亡时,心脏的收缩能力就会丧失。

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