《Nature》提出新見解：為何心臟不能自我修復

心臟肌肉是我們身體中最少再生的組織之一，這也是造成心臟病成為全美男性和女性死亡病因的主要原因之一。那麼為什麼心臟不能自我修復呢？近期來自貝勒醫學院的研究人員分析了心臟細胞功能所涉及的幾種作用途徑，找到了一種之前未知的，令心臟無法修復自身的生理過程之間的新關聯，為研發新的促心臟細胞再生療法提供了新的見解。

這一研究成果公布在6月2日的Nature雜誌上，領導這一研究的是貝勒醫學院再生醫學教授James Martin，他表示，「我們希望能了解為什麼心肌不能再生的問題。在這項研究中，我們聚焦於心肌細胞或心臟細胞的兩個途徑：阻止成年心肌細胞更新的Hippo途徑，以及心肌細胞正常功能所必需的抗肌萎縮蛋白-糖蛋白複合物（dystrophin glycoprotein complex，DGC）途徑。」

此外，他們也對DGC各組成部分的突變很感興趣，因為帶有這種突變的患者會出現被稱為肌營養不良症的肌肉萎縮類疾病。

Hippo信號轉導通路是十幾年前發現的一個信號轉導通路。研究發現Hippo信號通路是參與調控器官大小發育的關鍵信號通路，這一觀點首先在果蠅中被發現，後來的研究發現在哺乳動物的發育過程中Hippo有相同的功能。近年來越來越多的證據表明，這條信號通路還調控幹細胞自我更新及組織再生，Wnt信號通路、 Notch信號通路等相互作用，在腫瘤的發生、發展過程中起到關鍵作用。

DGC複合物在維持細胞結構、細胞信號傳導方面有重要作用，近年來的研究表明這種複合物中蛋白的基因缺失或突變可引起多種遺傳性疾病，造成肌營養不良及大腦發 育、認知障礙。如drophin基因或稱DMD基因缺失或突變是引起兒童遺傳性、進 行性、肌營養不良(Duehenne Muscular Dystrop場)的直接原因。

之前的研究顯示DGC複合物的組成部分可能以某種方式與Hippo途徑的組成元件相互作用。在這項研究中，Martin等人在動物模型中分析了這種相互作用所引發的後果。研究人員利用遺傳手段令小鼠缺失Hippo或者DGC途徑，或者同時缺失，然後分析小鼠心臟修復損傷的能力。

研究結果首次指出，dystroglycan 1（DGC途徑的一個組分）能直接與Yap（Hippo途徑中的組成部分）結合，而且這種相互作用能抑制心肌細胞增殖。

「這一發現確定了心肌細胞中Hippo和DGC途徑的相互作用，並指出這種相互作用能阻止細胞增殖信號，這表明可以通過破壞這種相互作用，幫助成年心肌細胞增殖和癒合，比如說由於心臟病發作造成的傷害」，Martin說。

這項研究的另一個長期應用在於這也許可以幫助改善肌營養不良症兒童患者的心臟功能。

「肌營養不良患者心臟功能有嚴重的不足，」Martin說，「我們的研究結果可能有助於設計藥物，通過刺激心肌細胞增殖來減緩肌營養不良症的心臟衰退。不過要做到這一點，還需要更多的研究來詳細地了解心肌細胞的生長控制途徑。」

原文標題

The extracellular matrix protein Agrin promotes heart regeneration in mice

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