Nature子刊重大突破！激活癌基因可以使心脏再生！
来源：本站原创 2020-04-25 14:17
2020年2月25日讯 /生物谷BIOON /——研究人员试图关闭一种允许癌症扩散的基因，结果却出人意料地出现了180度大转弯。通过使小鼠心脏中该基因过度活跃和发挥功能，它们触发了心脏细胞的再生。由于成年人的心脏一旦受损通常无法自我修复，因此利用这种基因的力量代表着首次治愈心脏病的重大进展。领导这项研究的剑桥大学药理学研究人员Catherine Wilson
2020年2月25日讯 /生物谷BIOON /——研究人员试图关闭一种允许癌症扩散的基因，结果却出人意料地出现了180度大转弯。通过使小鼠心脏中该基因过度活跃和发挥功能，它们触发了心脏细胞的再生。由于成年人的心脏一旦受损通常无法自我修复，因此利用这种基因的力量代表着首次治愈心脏病的重大进展。
领导这项研究的剑桥大学药理学研究人员Catherine Wilson博士说："这真的很令人兴奋，因为科学家们一直在努力让心脏细胞增殖。目前的心脏病治疗方法都不能逆转心脏组织的退化——它们只能延缓疾病的发展。现在，我们已经找到了一种方法，可以在老鼠模型上做到这一点。"
图片来源：Dr Cathy Wilson, University of Cambridge
在哺乳动物细胞中，细胞自我复制的细胞周期受到严格控制。当细胞开始不受控制地自我复制时，癌症就会发生，而Myc基因在这一过程中起着关键作用。众所周知，Myc在绝大多数癌症中都过于活跃，因此针对这种基因的研究是癌症研究中最优先考虑的问题之一。最近的许多研究都集中在试图控制Myc作为一种癌症治疗手段。
当研究人员在小鼠模型中使Myc过度活跃时，他们看到了它对包括肝脏和肺在内的器官的癌变影响：大量的细胞在几天内开始复制。但在心脏里，什么也没有发生。
他们发现，心肌细胞中Myc驱动的活动严重依赖于细胞内另一种名为细胞周期蛋白T1的蛋白质的水平，这种蛋白质是由一种名为Ccnt1的基因制造的。当Ccnt1和Myc基因同时表达时，心脏进入再生状态，其细胞开始复制。研究结果近日发表在Nature Communications上。
Wilson说："当这两个基因同时在成年老鼠的心肌细胞中过度表达时，我们看到了大量的细胞复制，导致心肌细胞数量的大量增加。"
心力衰竭每年影响全球约2300万人，目前尚无治愈方法。心脏病发作后，一个成年人的心脏会失去多达10亿个心肌细胞。与身体的其他器官不同，成人的心脏不能自我再生，因此这些细胞永远不会被取代。他们的损失降低了心脏的力量，并导致疤痕形成，心力衰竭，最终死亡。
利用一种被称为ChiP的新一代测序技术，研究人员能够观察Myc在心脏细胞中的作用。Myc产生一种称为转录因子的蛋白质，它与特定细胞中的DNA结合并激活基因表达。但是，尽管蛋白结合成功，心脏细胞并没有开始自我复制，因为蛋白不能激活基因表达。因为心脏中缺乏另一种对基因表达至关重要的蛋白--细胞周期蛋白T1。在Myc过活跃的细胞中加入该蛋白会导致细胞开始增殖。
图片来源：Dr Cathy Wilson, University of Cambridge
“目前的治疗方案都无法逆转心脏组织的退化。心脏无法自我再生是一个重大的临床需求，尚未得到满足，我们发现，即使在心脏中打开了Myc，也没有其他的工具可以让它工作，这可能是心脏癌症如此罕见的原因之一。现在我们知道缺失了什么，我们可以添加它，让细胞复制。”
总的来说，这项研究表明组织再生的能力和组织对Myc的响应能力密切相关，同时组织的Myc响应能力收到关键转录机制中关键成分的严格控制，Myc与这个组分一起驱动组织的生物学再生过程。此外，除了广泛存在于各个组织的关键靶基因之外，还有大量的靶标具有组织特异性的表达水平。这项研究主要关注的是肝脏和心脏——两个典型的Myc响应性的可再生器官和Myc不响应的不可再生器官。但是这项研究表明通过更深入的探索，将为再生医学和肿瘤易感性带来新的知识和见解。
随着世界人口的增长和心力衰竭发病率的增加，病人护理费用预计将大幅增加。研究人员希望将他们的发现发展成一种治疗心脏病的基因疗法。"我们希望使用短期的、可切换的技术来启动心脏中的Myc和细胞周期蛋白T1。这样我们就不会留下任何可能不经意间导致癌症形成的遗传痕迹。"（生物谷Bioon.com）
参考资料：
Bywater， M.J.， Burkhart， D.L.， Straube， J. et al. Reactivation of Myc transcription in the mouse heart unlocks its proliferative capacity. Nat Commun 11， 1827 (2020). https：//doi.org/10.1038/s41467-020-15552-x
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