
来自Hubrecht研究所Bakkers小组的研究人员使用斑马鱼蛋白成功修复了受损的老鼠心脏。研究小组发现,斑马鱼的心脏再生受到Hmga1蛋白的显著影响。这种蛋白质激活了老鼠体内休眠的修复基因,在不引起心脏增大等副作用的情况下恢复了心脏。这项研究发表在《自然心血管研究》杂志上。
在荷兰心脏基金会和哈特金基金会的资助下,这项研究在预防心力衰竭的再生治疗发展方面取得了重大进展。
心脏病发作后,人类心脏中数以百万计的肌肉细胞丢失,无法被替换。心力衰竭,即心脏发现难以有效地泵血,经常是这种情况的结果。与人类不同,斑马鱼有再生心肌细胞的能力。在60天内,受损的斑马鱼心脏可以完全恢复其功能。
科学家们发现了一种可以帮助斑马鱼治愈心脏的蛋白质。
当细胞必须快速增殖时,Hmga1蛋白通常对胚胎发育至关重要。然而,这种蛋白质的基因在成年细胞中是不活跃的。
研究人员对Hmga1蛋白的功能进行了研究。
科学家们将这种蛋白质局部应用于受伤的老鼠心脏,看看它在哺乳动物身上是否有类似的功能。
“结果是显著的:Hmga1蛋白刺激心肌细胞分裂和生长,显著改善心脏功能,”Bakkers说。
令人惊讶的是,细胞分裂只发生在受损的区域——正是需要修复的地方。“没有副作用,比如过度生长或心脏增大。我们也没有在健康的心脏组织中看到任何细胞分裂。这表明损伤本身发出了一个信号来激活这个过程,”鲍曼强调说。
然后,研究小组比较了Hmga1基因在斑马鱼、老鼠和人类中的活性。与成年小鼠相似,人类心脏在心脏病发作后不会产生Hmga1蛋白。尽管如此,人类拥有Hmga1基因,该基因在胚胎发育期间是活跃的。
Bakkers解释说:“这为基因疗法提供了基础,可以释放人类心脏的再生潜力。”
尽管还有很多工作要做,但这些发现为安全、集中的再生疗法铺平了道路。“在进入临床之前,我们需要进一步完善和测试这种疗法。下一步是测试这种蛋白质是否也对培养的人类心肌细胞起作用。我们正在与UMC乌得勒支合作,在2025年,峰会项目(DRIVE-RM)将开始进一步探索心脏再生,”Bakkers说。
来自Hubrecht研究所和其他机构的科学家合作进行了这项研究。荷兰心脏基金会和哈特金基金会为这项研究提供了资金,该研究是作为外展联盟的一个组成部分进行的。荷兰的研究机构和所有治疗先天性心脏缺陷患者的学术医院已经联合起来组成了外展联盟。
“通常,我们的团队只关注斑马鱼。但为了了解我们的发现如何应用于哺乳动物,我们与Van Rooij小组和Christoffels小组(阿姆斯特丹UMC)合作,他们是老鼠研究方面的专家。多亏了Hubrecht研究所的单细胞核心,我们能够在详细水平上研究心脏再生,”Bouwman说。
“我们非常幸运能够建立这些合作关系。它使我们能够将发现从斑马鱼转化为老鼠,并希望最终转化为人类。我们从斑马鱼身上学到了很多东西,以及它惊人的心脏再生能力,”鲍曼继续说道。




