重新活化休眠基因可逆轉心臟病發作造成的損害
心臟病發作的危險性不僅在於最初的發作,還在於發作後的長期損害。 現在,科學家發現了一種休眠基因,它可以被重新激活,使心臟組織再生,防止心臟衰竭的惡化。
心臟再生的藝術表現: 綠色的Hmga1 象徵性地從斑馬魚心臟的邊界區(右上角)流向小鼠心臟的受傷邊界區(左側)。 紅色代表心肌細胞,藍色代表一般細胞核。
心臟病發作後,通常會形成疤痕組織,使器官保持形狀,但缺點是這些組織不會跳動。 隨著時間的推移,這會導致心律不整,進而進一步引發心臟病發作,最終導致心臟衰竭。
但並非所有動物都有這種弱點–例如,斑馬魚可以修復受損的心臟組織,就像皮膚外傷一樣。 它們可以在受傷後短短60 天內完全恢復心臟功能,這將是一種不錯的超能力。
在一項新的研究中,荷蘭Hubrecht 研究所的科學家發現了一種能驅動斑馬魚心臟組織修復的蛋白質。 然後,他們將這種蛋白質應用於同樣無法再生的小鼠心臟,發現它也能修復小鼠心臟的損傷,這為人類提供了一條潛在的治療途徑。
研究的第一作者丹尼斯-德-巴克斯(Dennis de Bakkers)說:「我們研究了心臟受損部位和健康部位的基因活動。我們的研究結果表明,在斑馬魚的心臟再生過程中,Hmga1蛋白的基因處於活躍狀態,而在小鼠中則不然。
為了驗證這些再生能力是否可以轉移,研究團隊使用病毒載體將Hmga1傳遞到活體小鼠心臟的受損組織。 果然,小鼠的心肌細胞開始分裂生長,大大改善了動物的心臟功能。
這項研究的第一作者之一馬拉-布夫曼(Mara Bouwman)說:「沒有任何不良影響,例如過度生長或心臟增大。我們也沒有在健康的心臟組織中看到任何細胞分裂。這表明,損傷本身發出了激活這一過程的信號。
當然,與任何小鼠研究一樣,並不能保證研究結果一定會應用在人類身上。 但在這種情況下,我們看到了一線希望–編碼Hmga1 的基因在人類中仍然存在。 它在胚胎髮育過程中很活躍,但在出生後不久就會關閉,因此重新激活這個休眠基因可以幫助修復心臟病發作後的損傷。
研究團隊說,研究的下一步是測試Hmga1蛋白是否對培養的人類心肌細胞有同樣的作用。
這項研究發表在《Nature Cardiovascular Research》雜誌。