行业资讯 > 最新资讯 > 科研成果

Nature子刊:ERBB2触发哺乳动物心脏再生是通过促进心肌细胞去分化和增殖

在心脏病发作的时候,心肌细胞会死亡而且形成瘢痕组织,这种损伤是心力衰竭的基础。心脏是我们人体最重要的器官之一,但它却无法再生。正因如此,心血管疾病成为了世界上最主要的致命疾病之一。


在人类的一生中,血液、毛发和皮肤细胞能够不断再生,但心脏细胞在出生后很快停止分裂,成年后几乎不再更新。Weizmann科学研究所的研究团队找到了哺乳动物心脏不能再生的原因,向人们展示了扭转这一命运的可能性。这一成果发表在近期的Nature Cell Biology杂志上。


Eldad Tzahor教授认为,应该在胚胎发育过程中寻找心脏再生的线索。已知ERBB2蛋白在心脏发育中起作用,这种受体能够结合生长因子NRG1,将外界信息传递到细胞内。此外ERBB2也和特定类型的癌症有关(传递生长信号)。


研究人员分析了NRG1和ERBB2在心脏再生中起到的具体作用。研究显示,新生小鼠能够再生受损的心脏,但出生七天后的小鼠却丧失了这样的能力。研究人员还发现,NRG1处理可以促进新生小鼠的心肌细胞增殖,但这种效果会在一周内显著下降,即使NRG1的量还很充足。研究指出,这种差异取决于心肌细胞膜上的ERBB2水平。


进一步研究显示,在心肌细胞中敲除ERBB2会产生严重的影响,就算NRG1存在心肌细胞也不分裂。研究人员还重新激活了成年小鼠的心肌细胞,导致心肌细胞扩增和心脏肥大。这说明,ERBB2过多或者过少都会对心脏功能产生毁灭性的影响。


那么,在心脏病发作后短暂激活ERBB2,是否能够促进细胞更新,获得理想的再生效果呢?研究人员在小鼠中诱导心脏病发作,并且短暂激活ERBB2。他们发现,小鼠心脏在几周之内几乎完全再生。“实验结果令人惊叹,”Tzahor说。“心脏完全恢复到之前的状态,而对照组心脏出现了大量瘢痕。”


研究人员进一步分析了心肌细胞再生的具体过程,发现这些细胞出现了“去分化”,退回到介于胚胎细胞和成体细胞之间的状态,然后分裂、分化成新的心肌细胞。也就是说,ERBB2让细胞倒退一步,然后停止自身活性促使心脏再生。


NGR1目前已经进入了治疗心力衰竭的临床测试。Tzahor指出,如果ERBB2水平没有提升,那么NRG1治疗难以取得成功。他将会继续研究这个信号通路,寻找让心脏再生的理想途径。由于这个通路涉及了癌症,人们需要正确引导心肌细胞的再生信号。


原文链接:ERBB2 triggers mammalian heart regeneration by promoting cardiomyocyte dedifferentiation and proliferation


相关阅读:

Science子刊:微RNA可使小鼠心脏再生

Cell Transplant:羊水上皮细胞转化为间充质细胞促进心脏再生

Development:阻断Hippo信号促进成年心脏再生

Nature子刊:人工合成mRNA诱导受损心脏再生

热门排行

推荐阅读