Nature子刊：心臟再生的新希望
日期：2014-03-05 09:03:43
Johns Hopkins大學的研究人員在一種罕見的心臟缺陷中，鑒定了一個調控心臟細胞分裂的重要分子開關。在人類出生時，正是這一開關使心臟細胞停止了分裂。這一發現將有望幫助人們逆轉上述過程，令心臟疾病中受損的心臟組織得以再生。文章于三月四日發表在Nature Communications雜志上。
“我們一直希望能夠在心臟受損后，恢復心臟細胞的分裂能力，幫助患者從多種心臟功能障礙中恢復。而這一發現給我們帶來了希望”Johns Hopkins大學醫學院的副教授Daniel P. Judge說。“機體的許多部分都可以通過細胞分裂從損傷中痊愈，但大腦和心臟是例外。現在人們大多寄希望于干細胞的臨床應用，而我們的研究指出了另一條修復心臟的潛在途徑。”
機體中絕大多數細胞都會經歷反復的死亡和再生，與此不同的是心臟細胞在出生后極少分裂。因此，心臟難以修復心臟病發作等疾病造成的損傷。
Judge的新發現來自于兩個一母同胞的嬰兒。這兩個相差一歲的嬰兒都在出生不久被診斷出心力衰竭，并且分別在三個月和五個月大時接受了心臟移植。醫生們對移除的受損心臟進行了檢測，他們驚訝的發現這些嬰兒的心臟細胞還能持續分裂，而這一過程在這個年齡段本不應該發生。
為了尋找可能造成這一現象的遺傳學異常，研究人員在整個基因組中篩查了編碼蛋白的部分。研究顯示，這兩個嬰兒都攜帶有ALMS1基因的兩個異常拷貝。
此后，研究人員又發現了五名出現了心臟細胞增殖的嬰兒患者。遺傳學分析顯示，這些嬰兒的ALMS1基因也出現了突變。研究人員指出，這些突變影響了Alström蛋白，導致心臟細胞無法按計劃停止分裂。Judge指出，這種脫離控制的細胞分裂對嬰兒造成了毀滅性的心臟損傷。
研究顯示，ALMS1基因突變還涉及了一種罕見的常染色體隱性遺傳疾病——Alström綜合癥。這種疾病與肥胖癥、糖尿病、失明、聽力喪失和心臟疾病有關。
在進一步的研究中，Johns Hopkins大學的研究人員培養了小鼠的心臟細胞，并關閉了其中的ALMS1基因。他們發現與ALMS1正常的細胞相比，ALMS1缺陷型的心臟細胞數量增加了10%。隨后，研究人員培育了攜帶ALMS1突變的基因工程小鼠。研究顯示，這一突變的確增加了小鼠心臟細胞的增殖。不過，小鼠體內的這種細胞增殖最終還是會停止，Judge說。
研究人員指出，理解ALMS1突變的調控作用可以幫助人們以一種可控的模式再生心肌組織。Judge強調，操縱ALMS1來修復心臟損傷需要非常謹慎。因為一旦細胞增殖不受控制，就可能導致嚴重甚至致命的并發癥。
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