休斯頓大學的研究人員開發了一項突破性的技術，在小鼠心肌梗死(或心臟病發作)后，不僅恢復心肌細胞，而且幫助細胞再生。
這一突破性的發現發表在《 Journal of Cardiovascular Aging》上，有可能發展成為一種治療人類心臟病的強大臨床策略。
研究組采用的創新方法是，利用合成信使核糖核酸(mRNA)，將調節DNA轉化為RNA的蛋白質突變型轉錄因子注入小鼠心臟。
“還沒有人能做到這種程度，我們認為它可能成為人類的一種治療方法，”Robert Schwartz說。他和最近獲得博士學位的Siyu Xiao以及生物學和生物化學研究助理教授Dinakar Iyer一起領導了這項研究。
研究人員證明，兩種突變的轉錄因子，Stemin和YAP5SA，協同工作，增加心肌細胞的復制，或心肌細胞，從小鼠心臟分離。這些實驗是在離體組織培養皿上進行的。
Xiao教授說:“我們試圖做的是將心肌細胞去分化成更像干細胞的狀態，這樣它們就可以再生和增殖。”
Stemin開啟心肌細胞干細胞樣特性。Iyer發現了Stemin在他們實驗中的關鍵作用，他說轉錄因子是一個“游戲規則改變者”。與此同時，YAP5SA的工作原理是促進器官生長，從而導致肌細胞更多地復制。
圖中顯示了一個在體內修復梗死成年小鼠心臟的例子，通過注射STEMIN和YAP5SA mRNA的組合成為可能。四周后，被染成紅色的心臟切片顯示梗死區域明顯減少
在同一雜志上發表的另一項發現中，該團隊將報告，Stemin和YAP5SA在體內修復了受損的小鼠心臟。值得注意的是，心肌細胞核在心臟注射這些轉錄因子后24小時內復制至少15倍。
藥理學教授Bradley McConnell和密歇根大學藥學院的研究生Emilio Lucero通過制作梗死成年小鼠模型合作進行了這項研究。
Schwartz說:“當這兩種轉錄因子被注射到梗塞的成年小鼠心臟中，結果是驚人的。實驗室發現心肌細胞在一天內迅速繁殖，而在接下來的一個月里，心臟修復到接近正常的心臟泵血功能，幾乎沒有留下什么疤痕。”
Xiao說，使用合成mRNA的另一個好處是，與病毒傳遞不同，它會在幾天內消失。通過病毒載體傳遞給細胞的基因療法引起了一些生物安全方面的擔憂，因為它們不容易停止。另一方面，基于信使核糖核酸的傳遞則會迅速翻轉并消失。
Schwartz和Iyer在這項研究上工作了好幾年，而Xiao在UH的博士學習期間也一直專注于這項研究。她于2020年秋季畢業。
Xiao說:“我為能參與這項工作感到榮幸和幸運。這是一項關于心臟再生的巨大研究，特別是考慮到使用mRNA傳遞斯坦明和YAP5SA的明智策略。”
這一發現尤其重要，因為只有不到1%的成年心肌細胞可以再生。她說:“大多數人死的時候，心肌細胞與出生后第一個月的心肌細胞基本相同。”
當心臟病發作，心肌細胞死亡時，心臟的收縮能力就會喪失。