Circulation：科学家识别出能调节心脏异常生长的关键因子

2020年7月16日 讯 /生物谷BIOON/ --人类的心脏就像一块海绵，其能够膨胀并生长，从而就会增加其吸收血液的能力，从理论上来讲，一个增大的心脏也能够比一般尺寸的心脏以更大的能量挤压出更多血液，但实际上，对于大多数人而言，这种称之为心脏肥大（cardiac hypertrophy）的生长或许是并不正常的信号。心脏肥大是多种因素引起的，尤其是高血压，当前的疗法仅能减缓这一不可避免的过程，但随着时间延续，海绵状的心肌就会变得更厚以及更加僵硬，最终导致患者心力衰竭，这时候心脏就不再能够强有力地收缩并向全身泵送血液了。

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对驱动异常心脏生长的分子机制进行深入理解或许就有望逆转这一局面，近日，一项刊登在国际杂志Circulation上的研究报告中，来自天普大学等机构的科学家们深入研究了心脏中一种名为FoxO1的关键分子调节子，研究者首次发现，FoxO1能吸附并且激活心脏细胞中一系列基因的表达，从而导致生长信号的广泛增加，尤其是在心脏内部。

Jessica Pfleger博士表示，FoxO1是一种主要的转录因子，其能调节参与代谢和生长的基因的表达，然而在心脏中，FoxO1的活性或许与心脏生长的增加或减少紧密联系在一起，目前我们并不确定FoxO1的激活在心脏肥大的过程中会产生什么样的影响。阐明FoxO1在心脏中扮演的关键角色非常重要，这样制药公司就能锁定靶点来开发治疗心脏肥大的新型疗法，为了能够使得这些疗法更有效地发挥作用，研究人员就需要清晰阐明FoxO1的激活及其下游效应。

这项研究中，研究者利用所谓的主动脉缩窄小鼠模型（transverse aortic constriction mouse model）对FoxO1进行研究，在这些动物模型中，心脏肥大往往是由血液超载及心脏压力所引起的，而这与高血压患者的心脏肥大的发展过程大致相似，随后研究人员对动物模型的心脏组织进行了全基因组学分析，专门来寻找FoxO1与DNA结合并开启或关闭基因表达的区域。研究者发现，FoxO1能广泛地与整个心脏细胞基因组中的基因进行结合。

研究者Pfleger解释道，其基因组结合非常广泛且有特殊，尤其是在心脏的病理性生长过程中FoxO1的结合就会增加，这一点就非常有意义，因为心脏为了生长，大部分的基因就需要被激活，这就需要大量增加基因的表达量。本文研究中，研究人员利用动物模型进行研究首次发现，心脏中FoxO1的表达会抑制慢性血压升高所诱发的心脏过度生长，当研究者从实验室培养的心脏细胞中移除FoxO1后他们发现，细胞或许不再会因诱导生长的分子而发生尺寸增加。

本文研究结果揭示了目前科学家们尚未充分研究的病理性心脏生长发生的分子机制，从治疗学角度来讲，后期科学家们还需要深入研究来靶向作用FoxO1，因为其参与了与心脏生长相关的多种基因的激活；下一步研究者计划调查与异常心脏生长相关的其它分子，最后研究者表示，除了FoxO1外，研究其它能够调节心脏肥大的因素并分析其所扮演的关键角色或能帮助研究者深入揭示疾病的发病机制，并开发出更具靶向性的新型疗法。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Jessica Pfleger,Ryan C. Coleman,Jessica Ibetti, et al. Genomic Binding Patterns of Forkhead Box Protein O1 Reveal its Unique Role in Cardiac Hypertrophy, Circulation, 9 Jul 2020 doi：10.1161/CIRCULATIONAHA.120.046356