生物化学研究人员修复和再生心肌细胞

该研究团队开发的新技术使用合成信使核糖核酸(mRNA)将突变的转录因子(控制DNA转化为RNA的蛋白质)传递到小鼠心脏。

“没有人能做到这种程度，我们认为这可能成为一种治疗人类的方法，”施瓦茨说，他与最近毕业的博士肖思宇和生物学和生物化学研究助理教授迪纳卡尔·伊耶一起领导了这项研究。

合成mRNA有助于干细胞样生长

研究人员证明了两种突变的转录因子，Stemin和YAP5SA，可以串联起作用，增加从小鼠心脏中分离出来的心肌细胞或心肌细胞的复制。这些实验是在离体组织培养皿上进行的。

肖教授说:“我们正在尝试将心肌细胞去分化为更像干细胞的状态，这样它们就可以再生和增殖。”

Stemin开启心肌细胞的干细胞样特性。Iyer发现了Stemin在他们实验中的关键作用，他说转录因子是一个“游戏规则改变者”。与此同时，YAP5SA通过促进器官生长来发挥作用，从而使肌细胞复制得更多。

在同一期刊上发表的另一项发现中，该团队将报告Stemin和YAP5SA在体内修复了受损的小鼠心脏。值得注意的是，在心脏注射这些转录因子后的24小时内，心肌细胞核至少复制了15倍。

药理学教授Bradley McConnell和UH药学院的研究生Emilio Lucero合作制作了梗死成年小鼠模型。

施瓦茨说:“当这两种转录因子被注射到梗死的成年小鼠心脏时，结果令人震惊。”“实验室发现心肌细胞在一天内迅速繁殖，而心脏在接下来的一个月里被修复到接近正常的心脏泵功能，几乎没有疤痕。”

肖教授说，使用合成mRNA的另一个好处是，与病毒传递不同，它在几天内就会消失。通过病毒载体传递给细胞的基因疗法引起了一些生物安全问题，因为它们不能轻易停止。另一方面，基于mrna的传递，很快就会消失。

有限数量的心肌细胞

施瓦茨和艾耶在这项研究上工作了几年，肖在哈佛大学攻读博士学位期间一直专注于这项研究。她于2020年秋季毕业。

肖晶说:“能参与这项工作，我感到荣幸和幸运。”“这是一项关于心脏再生的巨大研究，特别是考虑到使用mRNA传递Stemin和YAP5SA的聪明策略。”

这一发现尤其重要，因为只有不到1%的成人心肌细胞可以再生。她说:“大多数人死时的心肌细胞与他们出生第一个月时的大部分相同。”当心脏病发作，心肌细胞死亡时，心脏的收缩能力就会丧失。

这项研究的部分资金来自休斯顿大学、卡伦捐赠主席、德克萨斯高等教育协调委员会、Leducq基金会以及Animatus生物科学有限责任公司的赞助研究协议。

其他研究贡献者包括来自UH的Rui Lang;以及德州农工大学生物科学与技术研究所的陈志士和张江。