生物通报道 当心肌梗死和心肌病等心脏疾病发生时,心肌细胞会通过细胞逆转化(Cellular reversion,生物通译)形成前体细胞来保护器官免于致命损伤。近期来自德国马普心肺研究所的科研人员领导的研究小组揭示出了心肌细胞逆转化过程中发挥关键作用的蛋白。这一研究发现或可帮助研究人员实现心脏的自我修复。相关研究论文发表在11月4日的《细胞干细胞》(Cell stem cell)杂志上。生物通
为了修复心脏病发作等引起的心肌损伤,机体通常会用新的细胞来替代受损心肌细胞。过去人们在蝾螈中发现其采用的策略是将存活的健康心肌细胞退化到胚胎细胞状态,这一过程被称之为去分化(dedifferentiation),从而形成了大量包含干细胞标记,并重新获得细胞分裂活性的新细胞。这些新细胞也可转而生成心肌细胞,通过重塑心肌组织从而恢复心脏的功能。尽管近年来科学家们也在人类心脏组织中发现了干细胞,然而对于这些细胞的来源,及在心脏修复中的所起的作用一直存在着争议。
在这篇文章中,由德国马普心肺研究所的Thomas Braun领导的研究小组发现了调控哺乳动物心肌细胞去分化的关键分子,证实其促进了心脏的自我修复。科学家们起初注意到在心脏病患者发生心肌梗塞后心脏组织中oncostatin M蛋白呈高水平表达。随后研究人员用oncostatin M处理在实验室中培育的心肌细胞,并用显微镜下对细胞的退化过程进行了追踪。“基于这些细胞的某些改变,我们观察到几乎所有的心肌细胞在用oncostatin M处理的6天内均发生了去分化,”Braun说:“我们还证实这些细胞表达出各种干细胞标记,这表明这些细胞均切换到了心肌修复模式。”
利用心肌梗死小鼠模型,研究人员成功地证实oncostatin M像推测的一样刺激了受损心肌组织修复。研究人员将实验小鼠分为两组,其中一组小鼠通过基因工程修饰使其不受oncostatin M效应影响。结果两组小鼠的差异非常的让人惊异。oncostatin M效应组的小鼠在4周后仍完好地存活,而基因工程修饰组的40%的小鼠则因心肌梗塞而死亡。这表明oncostatin M在改善心肌功能中发挥了关键性作用。生物通
科学家们计划下一步寻找oncostatin M治疗的理想途径,以增强损伤心肌自我修复的能力,促使心肌功能恢复。因为过去研究人员也曾在试验中观察到oncostatin M加剧了慢性心脏病的损伤。“我们相信oncostatin M具有治愈损伤心肌组织的潜力。现在我们需要做的事情就找到应用的那扇窗,以避免可能存在的负效应,”Braun说。
(生物通:何嫱)生物通
生物通推荐原文摘要:
Oncostatin M Is a Major Mediator of Cardiomyocyte Dedifferentiation and Remodeling生物通
Cardiomyocyte remodeling, which includes partial dedifferentiation of cardiomyocytes, is a process that occurs during both acute and chronic disease processes. Here, we demonstrate that oncostatin M (OSM) is a major mediator of cardiomyocyte dedifferentiation and remodeling during acute myocardial infarction (MI) and in chronic dilated cardiomyopathy (DCM). Patients suffering from DCM show a strong and lasting increase of OSM expression and signaling. OSM treatment induces dedifferentiation of cardiomyocytes and upregulation of stem cell markers and improves cardiac function after MI. Conversely, inhibition of OSM signaling suppresses cardiomyocyte remodeling after MI and in a mouse model of DCM, resulting in deterioration of heart function after MI but improvement of cardiac performance in DCM. We postulate that dedifferentiation of cardiomyocytes initially protects stressed hearts but fails to support cardiac structure and function upon continued activation. Manipulation of OSM signaling provides a means to control the differentiation state of cardiomyocytes and cellular plasticity.
来源:生物通
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