【大师讲堂】Deepak Srivastava：心脏的发育过程

在胚胎中，人类的心脏细胞能够分类并增殖，从而促进心脏生长和发育；但问题就是，刚出生后，机体的心肌细胞就会失去分裂的能力，而这与机体其它组织中的很多细胞是一样的，包括大脑、脊髓和胰腺等。研究者Deepak Srivastava博士解释道，由于很多成年细胞无法分裂，因此机体也无法替代失去的细胞，从而就会诱发疾病，如果我们能够发现一种新方法来使得这些细胞再度分裂，那么我们或许就有望实现一系列组织的再生能力。

几十年来，科学家们一直都在努力尝试进行这一工作，但收效甚微；到目前为止，研究人员的这些尝试都是无效的，且都难以复制；这项最新研究中，研究人员或许有望实现这一终极目标，研究人员开发出了首个有效且稳定的方法来制造成体心肌细胞，当心脏病发作时这些心肌细胞能够分裂并且修复损伤的心脏组织（至少在动物模型中已经被证实）。在全球范围内超过2000万遭受心力衰竭的患者中，除了进行心脏移植治疗疾病晚期的病人外，对于其它患者几乎没有任何可供选择的治疗手段；而通过细胞分裂来制造新的心肌细胞（类似于火蜥蜴一样）或许就能够帮助数百万名患者修复损伤的心脏组织。

Srivastava精彩演说：心脏的发育过程

       Srivastava和他的团队发现有4个基因参与控制细胞分裂周期，当研究人员将4个基因结合后，它们就能让成熟的心肌细胞重新进入细胞周期，从而导致细胞分裂和迅速繁殖。

        “同时增加4个基因功能，成体细胞就开始重新分化，直至心脏组织再生，”Srivastava实验室的前博后学者、文本第一作者Tamer Mohamed说。“我们还发现，这种基因组合还能显著改善心力衰竭后的心脏功能。”

         他们不仅在动物模型中测试了这项技术，还采用了人类干细胞诱导心肌细胞，在4基因“鸡尾酒”的作用下，用一种严格的方法来追踪成体细胞是否真的能在心脏中分裂，通过不同颜色的遗传标记区分新生细胞，研究人员观察到15-20%的心肌细胞能够分裂并存活。

        “这是一个非常可观的增加比例，以前的方法大约只能带来1%的细胞分裂，”在加州大学旧金山研究所就职的Srivastava说。“当然，在人体器官中转基因必须谨慎操作，因为过多或不必要的细胞分裂可能会导致肿瘤。”

        为了进一步简化技术，研究小组设法减少了驱动细胞分裂所需的基因数量，同时保持效率。他们发现用两种类似药物分子可以替代四个基因中的两个。

        研究人员认为该技术也可以用来诱导其他类型成体细胞再次分裂，因为这4个基因并非心脏独有。“心脏细胞格外具有挑战性，当它们退出细胞周期后，它们就进入了锁定状态，这就解释了为什么我们不会得心脏肿瘤，”Srivastava说。“现在我们找到了解锁最困难的心脏细胞的方法，同样的方法应该也适用于神经细胞、胰腺细胞、内耳毛细胞和视网膜细胞等不可再生细胞。”

         Srivastava等人为我们带来了一种强大的再生方法，不仅能挽救无数因心脏衰竭而消逝的生命，甚至还能治疗脑损伤、糖尿病、失聪和失明，迟早有一天，人类的“再生超能力”将超越蝾螈。

 文章来源：

Tamer M.A. Mohamed,et al.Regulation of Cell Cycle to Stimulate Adult CardiomyocyteProliferation and Cardiac Regeneration.Cell.Publishedonline: March 1, 2018

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