心脏研究员利用具有强大可再生能力的癌细胞和衰弱的心肌细胞混合以复原心脏。

来源

圣地亚哥州立大学

摘要

如果可以利用癌变细胞可增殖和强大生命力的特性复原心脏祖细胞，使其能再次分裂而不用形成肿瘤会怎么样？研究人员现在正在探索将与某种癌细胞增殖和存活能力有关的酶Pim放在老鼠的心脏祖细胞中让其过度表达的效果。

在某种程度上来说，尝试修复增龄性心脏损伤与尝试战胜癌症是两个对立的问题。随着年龄增长，心脏细胞再生、增殖出新细胞的能力也在逐渐降低。它们只是不再频繁分裂。而癌细胞却非常擅长增殖。它们不知道何时该停下，以至于过度增长诱发肿瘤。

当然，这些都是简化了的说法，但也是圣地亚哥州立大学心脏研究所首席研究科学家马克·苏斯曼描述的基本模型。苏斯曼近期被美国心脏协会基本心血管科学部门选中授予“年度杰出贡献奖”。

心脏似乎尤其抵抗发展成癌细胞。

 “什么时候听说过有人得了心脏癌症？几乎没有，”苏斯曼说道。

从进化的观点来看一点也不令人惊奇。如果心脏细胞在细胞分裂过程中出现重大失误，心脏不再跳动，就没有解决办法了。所以心脏细胞在增殖的时候尤其小心。

苏斯曼解释说，但也正因为心脏细胞如此谨慎，也使得心脏疾病很难处理。随着时间流逝，这些细胞越来越倦怠。它们自我修复和再生新细胞的能力也逐渐衰退。当达到一定年龄，开始出现增龄性心脏疾病的时候，就说明心肌细胞工作效率降低，无法正确分裂成新细胞了。

他说“细胞老化和癌症风险有一定的关联”。

如果可以利用生物技术摆脱这种关联呢？利用癌变细胞(一种少见的可无限复制新心脏细胞的干细胞)可增殖和强大生命力的特性复原心脏祖细胞，使其能再次分裂而不用形成肿瘤。

这就是苏斯曼在圣地亚哥州立大学研究的目的之一。苏斯曼及其同事于5月29日在《生物化学》期刊中发表了一篇文章，探索将与某种癌细胞增殖和存活能力有关的酶Pim放在老鼠的心脏祖细胞中让其过度表达的效果。

在健康细胞中，Pim可促进染色体分裂，而染色体分裂是细胞分裂过程中重要的一步。

负责编码该酶的基因PIMI是一种原癌基因。也就是说，这种基因本身不会诱发癌症。但当其与另一基因Myc合作时，就可能形成肿瘤。

幸运的是，此Pim和Myc基因组合对于心脏祖细胞而言并不存在，也就是说可以让细胞过度表达PIMI基因而不会增加癌症风险。

这就是苏斯曼团队的研究方向。他们修改了老鼠的心脏祖细胞，使其在此细胞内特定位置过度表达PIMI，在特定位置产生更多的核心Pim酶，用以预防增龄性心脏疾病。

而此试验成功了。与对照组相比，拥有过度表达PIMI的老鼠活的更久，且细胞增殖也更频繁。但有趣的是，其作用方式与该基因在细胞中表达的位置有关。

如果研究员让PIMI在祖细胞细胞核内过度表达，则增殖新细胞明显加强。如果他们让该基因在细胞其他部位，线粒体，中表达，则该酶会抑制细胞的自然自杀性行为，让其存活的更久。

一种方式加强了细胞分裂，而另一种则避免了细胞死亡。对于人类而言，依据个人情况，这两种方式或许可以帮助复原心肌细胞，使其恢复更年轻、健康状态。

苏斯曼及其同事已经利用从心力衰竭而依靠心室辅助装置供血的患者身上获取人体组织，取得了同样的效果。该研究小组正在尝试获取资助进行人体临床试验，即修改患者自身的心脏祖细胞，使其过度表达PIMI，然后放回患者心脏，希望能复原该组织，刺激心脏自我修复。

 “我们希望将心脏复原到可以再生大量细胞的阶段，”苏斯曼说。“掌握了Pim影响细胞的方式和位置之后，我们可以创建特定Pim分子，让细胞恢复活力，而不用引发癌症。”

消息来源

上述内容取材于圣地亚哥州立大学。原始文章作者是迈克尔·普赖斯

注：材料内容及篇幅均可修改

参考文献

Kaitlen Samse, Jacqueline Emathinger, Nirmala Hariharan, Pearl Quijada, Kelli Ilves, Mirko Völkers, Lucia Ormachea, Andrea De La Torre, Amabel M. Orogo, Roberto Alvarez, Shabana Din, Sadia Mohsin, Megan Monsanto, Kimberlee M. Fischer, Walter P. Dembitsky, Åsa B. Gustafsson, Mark A. Sussman. Functional Effect of Pim1 Depends upon Intracellular Localization in Human Cardiac Progenitor Cells. Journal of Biological Chemistry, 2015; 290 (22): 13935 DOI: 10.1074/jbc.M114.617431