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扳动蛋白质开关可以帮助心脏病发作后的心脏愈合

扳动蛋白质开关可以帮助心脏病发作后的心脏愈合

人体擅长补充细胞来修复损伤,但有一个重要器官缺乏这种能力——心脏。但是现在,德克萨斯大学西南医学中心的研究人员在老鼠体内发现了一组蛋白质,这些蛋白质可以被切断以诱导心脏细胞暂时重新开始复制。

导致心脏病如此致命的部分原因是,即使一个人在最初的心脏病发作中幸存下来,该器官的功能也会受到永久性的损害。受损的细胞无法被替换,取而代之的是疤痕组织的形成,它无法跳动,最终导致进一步的攻击。

但情况并非总是如此。该团队此前的研究发现,至少在小鼠中,心脏在出生后的最初几天内可以再生,但大约一周后,这种功能就会停止。研究人员想弄清楚为什么会这样,以及这种情况是否可以逆转。

在这项新的研究中,研究小组发现了一组似乎可以停止心脏细胞分裂的蛋白质,并发现停止这些蛋白质可以暂时重新启动分裂过程。这里讨论的蛋白质是转录因子Meis1和Hoxb13,以及另一种叫做钙调神经磷酸酶的蛋白质。

研究小组最初认为Meis1是单独作用的,在早期的研究中,他们删除了小鼠体内编码这种蛋白质的基因。这确实延长了幼鼠心脏补充细胞的时间,但不会太久。

研究人员后来发现了一种相关的蛋白质,Hoxb13,它可以作为Meis1的伴侣。当这个被删除后,年轻的老鼠有一个类似的延长的心脏细胞分裂期,但没有足够长的时间来使用。

接下来,研究小组在诱导心脏病发作后,在成年老鼠身上测试关闭Hoxb13。心脏细胞在短时间内开始再次分裂,但尽管它阻止了恶化,却不足以帮助老鼠完全恢复。

有趣的是,同时关闭Meis1和Hoxb13的效果更好。在这种情况下,研究小组注意到心脏细胞收缩,并开始以更快的速度增殖,模仿早期的发展阶段。这帮助动物在诱发的心脏病发作后恢复几乎正常的心脏功能。

虽然这项研究目前当然只适用于老鼠,但长期的希望是科学家们能够开发出药物,用于心脏病发作后的病人,帮助治愈器官并防止进一步的损伤。即使只是暂时提高心脏细胞分裂的能力,也能极大地改善病人的预后。

最好的选择可能来自第三种蛋白质,钙调神经磷酸酶,研究小组发现它可以调节Meis1和Hoxb13。针对这种蛋白质的药物已经存在,因为它在许多其他疾病中发挥作用,所以它可以用于心脏病患者。

该研究的首席研究员Hesham Sadek说:“通过研究心脏细胞分裂的基本机制以及是什么阻碍了它,我们现在离利用这些途径来拯救生命的目标又近了一步。”

其他让心脏细胞再次自我补充的实验方法包括使用胎盘干细胞、应用纳米纤维贴片、将结构细胞重新编程成心肌细胞,或增加某些基因的表达。

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