Cell：释放心脏再生潜能！
2018-03-02 小通 生物通
美国Gladstone研究所的科学家在《Cell》发表最新文章，通过鉴定促进细胞分裂和增殖的基因，发明了一种稳定的受损心脏修复方法，并在动物模型中验证了它的有效性。
美国Gladstone研究所的科学家在《Cell》发表最新文章，通过鉴定促进细胞分裂和增殖的基因，发明了一种稳定的受损心脏修复方法，并在动物模型中验证了它的有效性。
鱼或蝾螈等动物遭受心脏损伤后，它们的细胞可以通过分裂，成功修复受伤器官，为什么人类心脏没有这种能力？
全世界2400多万人患心力衰竭，除了心脏移植，终末期病人几乎没有其他任何治疗方案可选。让肌肉细胞像蝾螈一样分裂，可以为数百万心脏受损的人们提供一线曙光。
人类胚胎的心脏细胞可以分裂增殖，如此心脏才得以生长发育。问题是出生后心肌细胞（cardiomyocytes）就失去了分裂能力，大脑、脊髓和胰腺细胞也是如此。
“因为许多成体细胞不能分裂，一旦细胞丢失很容易导致疾病，”Gladstone研究所所长Deepak Srivastava博士解释。“如果我们能让细胞重新分裂就能再生组织。”
几十年来科学界虽然一直都在努力，但是取得的进步实在太有限了，所有尝试要不无效，要不重复性很差。
这篇《Cell》文章报道了第一种至少在动物模型中既稳定又有效的方法。
Srivastava和他的团队发现有4个基因参与控制细胞分裂周期，当研究人员将4个基因结合后，它们就能让成熟的心肌细胞重新进入细胞周期，从而导致细胞分裂和迅速繁殖。
“同时增加4个基因功能，成体细胞就开始重新分化，直至心脏组织再生，”Srivastava实验室的前博后学者、文本第一作者Tamer Mohamed说。“我们还发现，这种基因组合还能显著改善心力衰竭后的心脏功能。”
他们不仅在动物模型中测试了这项技术，还采用了人类干细胞诱导心肌细胞，在4基因“鸡尾酒”的作用下，用一种严格的方法来追踪成体细胞是否真的能在心脏中分裂，通过不同颜色的遗传标记区分新生细胞，研究人员观察到15-20%的心肌细胞能够分裂并存活。
“这是一个非常可观的增加比例，以前的方法大约只能带来1%的细胞分裂，”在加州大学旧金山研究所就职的Srivastava说。“当然，在人体器官中转基因必须谨慎操作，因为过多或不必要的细胞分裂可能会导致肿瘤。”
为了进一步简化技术，研究小组设法减少了驱动细胞分裂所需的基因数量，同时保持效率。他们发现用两种类似药物分子可以替代四个基因中的两个。
研究人员认为该技术也可以用来诱导其他类型成体细胞再次分裂，因为这4个基因并非心脏独有。“心脏细胞格外具有挑战性，当它们退出细胞周期后，它们就进入了锁定状态，这就解释了为什么我们不会得心脏肿瘤，”Srivastava说。“现在我们找到了解锁最困难的心脏细胞的方法，同样的方法应该也适用于神经细胞、胰腺细胞、内耳毛细胞和视网膜细胞等不可再生细胞。”
Srivastava等人为我们带来了一种强大的再生方法，不仅能挽救无数因心脏衰竭而消逝的生命，甚至还能治疗脑损伤、糖尿病、失聪和失明，迟早有一天，人类的“再生超能力”将超越蝾螈。
原始出处：
Tamer M.A. Mohamed,et al.Regulation of Cell Cycle to Stimulate Adult Cardiomyocyte Proliferation and Cardiac Regeneration.Cell.Published online: March 1, 2018
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