动物实验表明新技术可以修复心肌细胞 促进其再生

  • 2022-06-23 16:47
  • 科技日报

成人的心肌细胞只有不到1%能够再生,而人死亡时的心肌细胞与生命第一个月以来的心肌细胞基本相同,因此患有心脏病可能会永久削弱心脏。最近,美国休斯顿大学的研究人员开发了一种新技术,不仅可以修复小鼠的心肌细胞,还可以在心脏病发作或心肌梗死后使其再生。这一突破性成果近日发表在《心血管衰老杂志》上,有望成为治疗人类心脏病的有效临床策略。

这项技术使用合成信使RNA (mRNA),突变的转录因子——控制蛋白质3354,蛋白质3354将DNA转化为RNA,传输到小鼠心脏。

研究人员已经证明,经过编辑的指令可以与两种所谓的突变转录因子Stemin和YAP5SA合作,增加从小鼠心脏分离的心肌细胞的复制。这些实验是在体外组织培养皿上进行的。本质上,这样做是为了将几乎没有再生能力的心肌细胞转化为更类似于干细胞的状态,使其能够再生和增殖。

休斯顿大学的生物学家罗伯特施瓦茨(Robert Schwartz)说,“以前没有人能够做到这一点。我们认为这项技术可能会成为人类(心脏病)的一种治疗方法。”

在组织培养皿和活体小鼠的实验中,Stemin被证明可以使心肌细胞具有干细胞样特征,而YAP5SA则促进心脏的生长和心肌细胞的复制。研究小组称这一过程“改变了游戏规则”。

在体内小鼠中,在注射突变转录因子Stemin和YAP5SA后的24小时内,心肌细胞的细胞核复制了至少15次。“当将这两种转录因子注射到患有心肌梗塞的成年小鼠心脏时,结果令人震惊。”施瓦茨说,实验表明,心肌细胞在一天内迅速增殖,而在随后的一个月内,心脏被修复到接近正常心脏的泵血功能,几乎没有疤痕。

研究人员报告说,加入细胞的合成mRNA在几天内消失,就像我们体内产生的mRNA一样。这使得这项新技术优于基因疗法,基因疗法一旦开始就不能轻易停止或取消。

这种方法能否成功应用于人类还有待观察,要将其转化为有效的治疗方法还需要多年的研究,但研究团队对此非常有信心。

心肌细胞的再生能力可以用“非常有限”来形容,——几乎没有自愈能力;另一方面,心肌细胞非常重要,是帮助心脏收缩的关键组织。科学家们一直致力于改善这一点,并试图在一定条件下使成年心肌细胞回到类似于发育早期的阶段,从而获得分裂的能力。不幸的是,再生能力的提高伴随着癌症风险的增加,这不是“免费的午餐”。这种合成mRNA取得的成就可能是一项里程碑式的研究。虽然距离实用化还有很长的路要走,但它的潜力和优势仍然给修复受损的人类心肌细胞带来了曙光。

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