开启一个关键的癌症基因可能为心脏病提供首个治疗方法

2020-12-02 120基因相关

开启一个关键的癌症基因可能为心脏病提供首个治疗方法。研究人员试图关闭一个让癌症扩散的基因,但却发生了令人惊讶的转折。通过使该基因在小鼠心脏中过度活跃并发挥作用,他们已经触发了心脏细胞的再生。由于成年心脏一旦受损通常无法自我修复,因此,利用这一基因的力量代表着在心脏病的首次治愈性治疗方面取得了重大进展。

开启一个关键的癌症基因可能为心脏病提供首个治疗方法

"这真的很令人兴奋,因为科学家们长期以来一直在尝试让心脏细胞增殖。目前的心脏病治疗方法都无法逆转心脏组织的退化--它们只能减缓疾病的进展。剑桥大学药理学系研究员凯瑟琳-威尔逊博士说:"现在我们已经找到了在小鼠模型中做到这一点的方法,"他领导了这项研究。

细胞周期--细胞通过它复制自己--在哺乳动物细胞中受到严格控制。当细胞开始不受控制地自我复制时,癌症就会发生,而Myc基因在这一过程中起着关键作用。众所周知,Myc在绝大多数癌症中都是过度活跃的,因此针对该基因的研究是癌症研究的重中之重。最近的很多研究都集中在尝试控制Myc作为癌症治疗的手段。

当研究人员在小鼠模型中使Myc过度活跃时,他们看到了它在包括肝脏和肺部在内的器官中的癌变作用:巨量的细胞在几天内开始复制。但在心脏中,并没有发生什么。

他们发现,心肌细胞中Myc驱动的活动关键取决于细胞内另一种叫做Cyclin T1的蛋白的水平,这种蛋白由一种叫做Ccnt1的基因制造。当Ccnt1和Myc基因一起表达时,心脏就会切换到再生状态,其细胞开始复制。该成果今天发表在《自然通讯》杂志上。

开启一个关键的癌症基因可能为心脏病提供首个治疗方法。"当这两个基因一起在成年小鼠的心肌细胞中过度表达时,我们看到了广泛的细胞复制,导致心肌细胞数量大幅增加,"威尔逊说。

研究背景

全世界每年约有2300万人受到心力衰竭的影响,目前还没有治愈的方法。心脏病发作后,一个成年人的心脏会失去多达10亿个心肌细胞--称为心肌细胞。与身体的许多其他器官不同,成人心脏不能自我再生,所以这些细胞永远不会被替换。它们的损失会降低心脏的强度,并导致疤痕形成、心力衰竭,最终导致死亡。

研究内容

研究人员利用一种名为ChIP的新一代测序技术,能够观察Myc在心脏细胞中的作用。Myc会产生一种蛋白质--称为转录因子--与特定细胞中的DNA结合,激活基因表达。但尽管蛋白质成功结合,心脏细胞并没有开始自我复制,因为蛋白质无法激活基因表达。另一种对基因表达至关重要的蛋白质--Cyclin T1,在心脏中是缺乏的。将它添加到过度活跃的Myc的细胞中,使细胞开始增殖。

"目前的治疗方案都无法逆转心脏组织的退化。心脏无法自我再生是一个重大的未满足的临床需求,"Wilson说。"我们发现,即使在心脏中开启了Myc,其他工具也没有使其发挥作用,这可能是心脏癌如此极其罕见的原因之一。现在我们知道缺少什么了,我们可以添加它并使细胞复制。"

研究意义

随着世界人口的增长和心力衰竭患病率的增加,预计患者的护理成本将大幅增加。研究人员希望将他们的发现发展成一种治疗心脏病的基因疗法。"我们希望使用短期的、可切换的技术来开启心脏中的Myc和Cyclin T1。这样我们就不会留下任何可能无意中导致癌症形成的基因足迹。"威尔逊说。

引用

University of Cambridge. "Switching on a key cancer gene could provide first curative treatment for heart disease." ScienceDaily. ScienceDaily, 14 April 2020. www.sciencedaily.com/releases/2020/04/200414084255.htm.

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