Nature communications：心肌小梁形成需要心内膜HDAC3

先天性心脏病是最常见的先天性疾病，也是导致出生缺陷死亡的主要原因。心肌生长缺陷是CHD的主要表现或与多种形式的CHD相关。在原始心脏早期(小鼠胚胎第8-10天)，由细胞外基质(ECM)隔开的心内皮细胞(CECs)又称心内膜细胞和外心肌细胞(CMS)共同参与了早期心肌小梁的形成(即形成延伸至心腔的心肌网)。

CECs通过分泌神经调节蛋白1(NRG1)和转化生长因子(TGF1)等生长因子，与心肌小梁并列，引导心肌小梁形成。同时，CEC通过分泌ECM(如各种胶原蛋白等)，促进CEC分泌的生长因子向小梁心肌移动，支持小梁CM的增殖，从而支持小梁形成。

令人惊讶的是，单独破坏细胞外基质成分(例如，透明质酸合成酶-2，Verscan)会阻止小鼠小梁的正常形成。尽管CECs在脑室小梁形成过程中扮演着如此重要的角色，但这些ECM蛋白和生长因子是如何在发育中的CECs中被调节的，目前尚不清楚。

图片来源：https://doi.org/10.1038/s41467-024-48362-6

近日，来自美国全国儿童医院的研究者们在Nature communications杂志上发表了题为“Endocardial HDAC3 is required for myocardial trabeculation”的文章，该研究揭示了心肌小梁形成需要心内膜HDAC3。

适当心室小梁的失败常与先天性心脏病有关。心内膜细胞的支持，包括细胞外基质和生长因子的分泌，对小梁的形成至关重要。然而，对于细胞外基质和生长因子的分泌是如何由心内膜细胞启动和调节的，人们知之甚少。

内皮细胞特异性缺失HDAC3导致小梁减少

图片来源：https://doi.org/10.1038/s41467-024-48362-6

研究者发现基因敲除小鼠心内膜组蛋白去乙酰化酶3会导致早期胚胎死亡和心室小梁降低。单细胞RNA测序发现组蛋白去乙酰化酶3敲除心内膜细胞的细胞外基质成分显著下调。培养的组蛋白去乙酰化酶3敲除小鼠心脏内皮细胞分泌组缺乏转化生长因子ß3，刺激培养的心肌细胞增殖的能力明显降低，补充转化生长因子ß3可明显恢复。

在机制上，研究者发现组蛋白去乙酰化酶3敲除通过抑制microRNA-129-5p诱导转化生长因子ß3表达。本研究结果为先天性心脏病的发病机制和促进心肌再生的概念策略提供了见解。

单细胞RNA测序显示，Hdac3tko心脏中ECM基因的表达减少

图片来源：https://doi.org/10.1038/s41467-024-48362-6

综上所述，目前的研究表明，在心脏发育早期，心内膜HDAC3通过抑制miR-129-5p而诱导转化生长因子β信号，从而促进心肌的小梁形成。这一发现与其他发现一起，例证了心内膜信号对驱动心肌形态发生的重要性，从而为先天性心脏病的发病机制提供了见解。双重表观遗传抑制机制可用于其他一些情况，如成人心脏修复/再生。（生物谷 Bioon.com）

参考文献：

Jihyun Jang et al. Endocardial HDAC3 is required for myocardial trabeculation. Nat Commun. 2024 May 16;15(1):4166. doi: 10.1038/s41467-024-48362-6.