休斯顿大学(University of Houston)的研究人员报告了一项史无前例的技术，不仅能修复小鼠的心肌细胞，还能在心脏病发作(医学上称为心肌梗死)后使其再生。

这一突破性的发现发表在《心血管衰老杂志》上，根据加州大学自然科学与数学学院生物学和生物化学特约教授罗伯特·施瓦茨(Robert Schwartz)、休·罗伊(Hugh Roy)和莉莉·克兰茨·卡伦(Lillie Cranz Cullen)的说法，这一发现有可能成为治疗人类心脏病的一种强大的临床策略。

该研究团队开发的这项新技术使用合成信使核糖核酸(mRNA)将突变的转录因子(控制DNA转化为RNA的蛋白质)传递到小鼠心脏。

“还没有人能做到这种程度，我们认为它可能成为人类的一种治疗方法，”施瓦茨说。他和最近获得博士学位的肖思宇以及生物学和生物化学研究助理教授迪纳卡尔·耶尔一起领导了这项研究。

合成mRNA有助于干细胞样生长

研究人员证明，两种突变的转录因子，Stemin和YAP5SA，协同工作，增加心肌细胞的复制，或心肌细胞，从小鼠心脏分离。这些实验是在离体组织培养皿上进行的。

“我们试图做的是将心肌细胞去分化成更像干细胞的状态，这样它们就可以再生和增殖。”

Stemin开启心肌细胞干细胞样特性。Iyer发现了Stemin在他们实验中的关键作用，他说转录因子是一个“游戏规则改变者”。与此同时，YAP5SA的工作原理是促进器官生长，从而导致肌细胞更多地复制。

在同一杂志上发表的另一项发现中，该团队将报告，Stemin和YAP5SA在体内修复了受损的小鼠心脏。值得注意的是，心肌细胞核在心脏注射这些转录因子后24小时内复制至少15倍。

药理学教授布拉德利·麦康奈尔(Bradley McConnell)和密歇根大学药学院的研究生埃米利奥·卢塞罗(Emilio Lucero)通过制造梗死成年小鼠模型合作进行了这项研究。

施瓦兹说:“当这两种转录因子被注射到梗塞的成年老鼠心脏中，结果是惊人的。”“实验室发现心肌细胞在一天内迅速繁殖，而在接下来的一个月里，心脏修复到接近正常的心脏泵血功能，几乎没有留下什么疤痕。”

肖说，使用合成信使rna的另一个好处是，与病毒传递不同，它会在几天内消失。通过病毒载体传递给细胞的基因疗法引起了一些生物安全方面的担忧，因为它们不容易停止。另一方面，基于信使核糖核酸的传递则会迅速翻转并消失。

有限数量的心肌细胞

Schwartz和Iyer在这项研究上工作了好几年，而Xiao在UH的博士学习期间也一直专注于这项研究。她于2020年秋季毕业。

“我为能参与这项工作感到荣幸和幸运。”“这是一项关于心脏再生的巨大研究，特别是考虑到使用mRNA传递斯坦明和YAP5SA的明智策略。”

这一发现尤其重要，因为只有不到1%的成年心肌细胞可以再生。“大多数人死的时候，心肌细胞与出生后第一个月的心肌细胞基本相同。”当心脏病发作，心肌细胞死亡时，心脏的收缩能力就会丧失。

这项研究的部分资金来自休斯顿大学，卡伦基金会主席，德州高等教育协调委员会，Leducq基金会和Animatus生物科学有限责任公司赞助的研究协议。

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Mutant SRF and YAP synthetic modified mRNAs drive cardiomyocyte nuclear replication