研究为修复心脏和其他器官提供了基本见解

德克萨斯心脏研究所 (THI) 和贝勒医学院 (BCM) 的研究人员秉承开创性、基础性发现的传统，在理解哺乳动物细胞周期停滞背后的机制方面取得了令人振奋的新进展，特别是在成人心肌细胞或心肌细胞中。他们的开创性研究 最近出版 在杂志 循环，为这些特殊细胞中细胞周期停滞（或静止）背后的分子过程提供了新的见解。这些发现不仅有望实现心脏再生，还可能有助于理解其他哺乳动物器官中的类似机制。

成年哺乳动物的心肌细胞分裂和形成新细胞的能力有限，估计每年的更新率仅为 1%。这种限制严重损害了心脏在心肌梗塞（心脏病发作）等损伤或持续患病期间自我修复的能力。然而，由贝勒大学分子生理学和生物物理学教授兼副主席 James F. Martin 医学博士领导的 THI 心肌细胞更新实验室的研究团队长期以来一直处于探索这些细胞如何表现以及如何促进心脏自我再生的前沿。

Martin 博士的实验室发现了 Hippo“停止生长”分子通路，该通路可使心肌细胞处于非分裂静止状态，这是一项重大发现。在之前的研究中，该实验室证明抑制 Hippo 通路可使心脏组织 再生，奠定了基础 有希望的心脏再生治疗方法在最新研究中，研究人员深入研究了如何消除这些分子障碍来触发心肌细胞分裂，这项研究题为“YAP 克服机械障碍诱导有丝分裂圆化和成体心肌细胞分裂”。

THI 和 BCM 的研究人员（包括第一作者 Yuka Morikawa 博士和同事 Jong H. Kim 博士、Rich Gang Li 博士、Shijie Liu 博士、Vaibhav Deshmukh 博士和 Martin 博士）合作，利用 Confetti 小鼠模型和 scRNA-Seq 等创新工具探索成年心肌细胞分裂的过程。研究小组发现，受 Hippo 通路调控的蛋白质 YAP 在启动心肌细胞细胞周期方面起着关键作用。YAP 的一种活性形式（称为 YAP5SA）使这些以前不分裂的细胞重新进入细胞周期，并从 G1/S 阶段过渡到 S 和 G2 阶段。

森川博士在评论这项研究的广泛影响时表示：“我们的研究结果让我们更深入地了解了阻止成年心肌细胞分裂的分子过程。这项研究不仅揭示了心脏再生，还可能对哺乳动物体内其他特殊细胞产生深远影响，为各种器官的治疗开辟新途径。”

研究还发现，虽然 YAP5SA 能促使心肌细胞启动分裂过程，但单靠它不足以驱动细胞进行有丝分裂。通过抑制 P21（一种在 DNA 损伤后作为检查点停止细胞周期的蛋白质），研究人员能够增加成功完成分裂的心肌细胞数量。

马丁博士补充道：“这些发现具有深远的潜在治疗意义。通过加深对控制心脏细胞分裂的调节机制的理解，我们更接近开发新的、更有针对性的治疗方法，以增强心脏在受伤后自我再生的能力。这对心脏病患者来说可能是一个变革性的突破。”

这项研究的结果为了解心肌细胞的细胞周期调控提供了重要见解，并为开发旨在修复成人心脏的其他新疗法提供了一组扩展的分子靶点。随着研究的继续，人们希望这些突破将带来利用心脏再生能力的临床干预措施，改善心脏病患者的治疗效果。

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