JCB：端粒長度與心臟再生有關

日期：2016-05-30 08:59:24

最近，西班牙國家心血管研究中心的研究人員發現，心肌細胞染色體的末端會在出生后迅速侵蝕，從而限制了細胞增殖和替換受損心臟組織的能力。這項研究以“Postnatal telomere dysfunction induces cardiomyocyte cell-cycle arrest through p21 activation”為題，將刊登在2016年5月30日的《Journal of Cell Biology》雜志上，并提出了潛在的新干預措施，可提高心臟病發作后的心臟自我修復能力。

新生兒可以修復受傷的心肌，但是在成人中，心臟病可造成永久性的傷害，從而常常導致心臟衰竭和死亡。新生小鼠還可以再生受損的心臟組織。它們的心肌細胞，可在出生后第一周增殖并修復心臟，但是隨著小鼠年齡的增長，就失去了這種再生能力，它們的大部分心肌細胞退出了細胞周期。

西班牙國家心血管研究中心的Ignacio Flores及其同事們想知道，這種細胞周期阻滯的原因是否可能涉及端粒——保護染色體末端的重復DNA序列。如果端粒長得太短——例如，因為一種端粒延伸端粒酶的缺失，細胞就可能弄錯受損DNA片段的染色體末端，從而導致抑制細胞周期的一個檢查點被激活。

因此，Flores和他的同事檢查了新生小鼠心肌細胞的染色體端粒長度，他們發現，在小鼠出生后第一周端粒迅速侵蝕。這種侵蝕與端粒酶的表達減少相一致，同時伴隨著DNA損傷反應和一個名為p21的細胞周期抑制劑的激活。

與野生型小鼠相比，端粒酶缺陷小鼠有著更短的端粒，并且，研究人員發現，在出生后一天它們的心肌細胞已經開始停止增殖。當Flores和他的同事們損壞一日齡小鼠的心臟時，端粒酶缺陷型心肌細胞不能增殖或再生受傷的心肌。相比之下，野生型心肌細胞能夠增殖并替換受損的組織。

他們還發現，敲除細胞周期抑制劑p21，可延長心肌細胞的再生能力，并能夠讓1周齡的p21缺陷型小鼠比一周齡野生型小鼠更為有效地修復受損的心臟組織。

因此，維持心肌細胞端粒的長度可能提高成年細胞的再生能力，從而在心臟病發作改善心臟組織的復原。Flores說：“我們現在正在制備端粒酶超表達小鼠模型，以探討是否我們可以擴大這個再生的范圍。”

有很多研究指出，端粒長度的變化可以用于預測疾病。例如，2015年5月，美國西北大學醫學院與哈佛大學合作的一項新研究表明，血細胞端粒（DNA鏈的保護端蓋）長度變化的獨特模式，可在實際確診多年以前就預測出癌癥。相關研究結果發表在《EBioMedicine》雜志。

但是，也有學者對端粒檢測是否有用提出了質疑，早在2011年，就有兩派學者在《Science》雜志上對此表達了不同的觀點。一些端粒研究方面的重量級人物卻認為這些檢測為時過早。有趣的是，2009年諾貝爾生理學/醫學獎獲得者Elizabeth Blackburn和Carol Greider這一次是站在了對立面。

最近，國際著名學術期刊《美國心臟病學會雜志》（JACC）發表的一項研究指出，血液循環中的白細胞端粒長度(LTL)，并不能有效地預測無疾病癥狀的人是否有心血管疾病風險。