2020年2月25日訊 /
生物谷BIOON /——研究人員試圖關閉一種允許癌症擴散的基因，結果卻出人意料地出現了180度大轉彎。通過使小鼠心臟中該基因過度活躍和發揮功能，它們觸發了心臟細胞的再生。由於成年人的心臟一旦受損通常無法自我修復，因此利用這種基因的力量代表著首次治癒心臟病的重大進展。
領導這項研究的劍橋大學藥理學研究人員Catherine Wilson博士說："這真的很令人興奮，因為科學家們一直在努力讓心臟細胞增殖。目前的心臟病治療方法都不能逆轉心臟組織的退化——它們只能延緩疾病的發展。現在，我們已經找到了一種方法，可以在老鼠模型上做到這一點。"
圖片來源：Dr Cathy Wilson, University of Cambridge
在哺乳動物細胞中，細胞自我複製的細胞周期受到嚴格控制。當細胞開始不受控制地自我複製時，癌症就會發生，而Myc基因在這一過程中起著關鍵作用。眾所周知，Myc在絕大多數癌症中都過於活躍，因此針對這種基因的研究是癌症研究中最優先考慮的問題之一。最近的許多研究都集中在試圖控制Myc作為一種癌症治療手段。
當研究人員在小鼠模型中使Myc過度活躍時，他們看到了它對包括肝臟和肺在內的器官的癌變影響：大量的細胞在幾天內開始複製。但在心臟裡，什麼也沒有發生。
他們發現，心肌細胞中Myc驅動的活動嚴重依賴於細胞內另一種名為細胞周期蛋白T1的蛋白質的水平，這種蛋白質是由一種名為Ccnt1的基因製造的。當Ccnt1和Myc基因同時表達時，心臟進入再生狀態，其細胞開始複製。研究結果近日發表在Nature Communications上。
Wilson說："當這兩個基因同時在成年老鼠的心肌細胞中過度表達時，我們看到了大量的細胞複製，導致心肌細胞數量的大量增加。"
心力衰竭每年影響全球約2300萬人，目前尚無治癒方法。心臟病發作後，一個成年人的心臟會失去多達10億個心肌細胞。與身體的其他器官不同，成人的心臟不能自我再生，因此這些細胞永遠不會被取代。他們的損失降低了心臟的力量，並導致疤痕形成，心力衰竭，最終死亡。
利用一種被稱為ChiP的新一代測序技術，研究人員能夠觀察Myc在心臟細胞中的作用。Myc產生一種稱為轉錄因子的蛋白質，它與特定細胞中的DNA結合併激活基因表達。但是，儘管蛋白結合成功，心臟細胞並沒有開始自我複製，因為蛋白不能激活基因表達。因為心臟中缺乏另一種對基因表達至關重要的蛋白--細胞周期蛋白T1。在Myc過活躍的細胞中加入該蛋白會導致細胞開始增殖。
圖片來源：Dr Cathy Wilson, University of Cambridge
「目前的治療方案都無法逆轉心臟組織的退化。心臟無法自我再生是一個重大的臨床需求，尚未得到滿足，我們發現，即使在心臟中打開了Myc，也沒有其他的工具可以讓它工作，這可能是心臟癌症如此罕見的原因之一。現在我們知道缺失了什麼，我們可以添加它，讓細胞複製。」
總的來說，這項研究表明組織再生的能力和組織對Myc的響應能力密切相關，同時組織的Myc響應能力收到關鍵轉錄機制中關鍵成分的嚴格控制，Myc與這個組分一起驅動組織的生物學再生過程。此外，除了廣泛存在於各個組織的關鍵靶基因之外，還有大量的靶標具有組織特異性的表達水平。這項研究主要關注的是肝臟和心臟——兩個典型的Myc響應性的可再生器官和Myc不響應的不可再生器官。但是這項研究表明通過更深入的探索，將為再生醫學和腫瘤易感性帶來新的知識和見解。
隨著世界人口的增長和心力衰竭發病率的增加，病人護理費用預計將大幅增加。研究人員希望將他們的發現發展成一種治療心臟病的基因療法。"我們希望使用短期的、可切換的技術來啟動心臟中的Myc和細胞周期蛋白T1。這樣我們就不會留下任何可能不經意間導致癌症形成的
遺傳痕跡。"（生物谷Bioon.com）
參考資料：