去年，心肌干細(xì)胞大牛Piero Anversa被發(fā)現(xiàn)造假，其所聲稱(chēng)的心肌干細(xì)胞并不存在，讓心肌再生領(lǐng)域蒙上了一層陰影。

不過(guò)這并不能說(shuō)心肌再生就不可能，畢竟哺乳動(dòng)物的心肌也不是一點(diǎn)再生能力都沒(méi)有。比如近日，比薩圣安娜高等學(xué)校的Khatia Gabisonia、Fabio Recchia和倫敦國(guó)王學(xué)院的Mauro Giacca等，就使用microRNA在大型哺乳動(dòng)物中豬身上，首次實(shí)現(xiàn)了心梗后心肌的再生，減少了50%的瘢痕。

然而隨后，這些豬卻大多死于心律失常，或許是注入的microRNA持續(xù)不受控制表達(dá)引起的，也使得這一心肌再生方法暫時(shí)無(wú)法走向臨床。這項(xiàng)研究發(fā)表在Nature上[1]。

時(shí)間就是心肌

（來(lái)自froedtert.com）

心梗急救領(lǐng)域一直有一句話——“時(shí)間就是心肌”。因?yàn)?strong>成人的心肌幾乎沒(méi)有再生能力，缺血的心肌一旦死亡，就只能進(jìn)行瘢痕修復(fù)，在不斷跳動(dòng)心臟上留下一道沒(méi)有收縮功能的疤，在以后的生活中會(huì)引起心室重塑、心衰等一些列問(wèn)題[2]。

在心臟上祛疤，難度可不小，但也不是不可能。成人的心肌雖說(shuō)自我修復(fù)能力很弱，但并不是完全沒(méi)有[3]，而魚(yú)類(lèi)、兩棲類(lèi)，乃至剛出生的哺乳動(dòng)物，也都可以通過(guò)心肌細(xì)胞的去分化和增殖，實(shí)現(xiàn)心肌的再生，修復(fù)心臟的損傷[4]。如果能讓心肌回到剛出生的狀態(tài)，是不是就能完美的修復(fù)梗死灶了呢？

在2012年，Giacca等人就發(fā)現(xiàn)，hsa-miR-199a-3p等幾種在人、豬和大小鼠間序列完全相同的microRNA，可以明顯刺激成年小鼠心梗后的心肌再生，幾乎完全恢復(fù)心肌功能參數(shù)[5]。這次，研究人員在與人更為接近的大型哺乳動(dòng)物——豬身上，進(jìn)行了試驗(yàn)。

除了小鼠，二師兄也給人類(lèi)的健康做出了不少貢獻(xiàn)

研究人員人為地阻斷了25頭豬的左冠狀動(dòng)脈90min，以制造心肌梗死。然后向其中13頭豬發(fā)生梗死的左室壁中，注射了攜帶miR-199a的腺相關(guān)病毒（AAV），另外12頭則注射了空病毒。

注射后，PCR和原位雜交試驗(yàn)表明，轉(zhuǎn)入的microRNA在豬心中穩(wěn)定而持續(xù)的表達(dá)，miR-199a的相關(guān)靶點(diǎn)也出現(xiàn)了下調(diào)。

到了心梗4周后，治療效果初步顯現(xiàn)。接受mircoRNA治療的豬，心梗瘢痕的大小比那些注射空載體的小了50%！功能上，這些接受治療的心臟，左室射血分?jǐn)?shù)幾乎完全恢復(fù)！而對(duì)照組仍要比正常心臟少20%以上。

對(duì)照組（左）心室壁變薄，心室擴(kuò)張，而治療組（右）與正常心臟很接近

進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，與此前在斑馬魚(yú)心臟再生[6]中觀察到的一樣，注射了AAV6-miR-199a的梗死邊緣區(qū)，對(duì)心臟發(fā)育至關(guān)重要的轉(zhuǎn)錄因子GATA4的表達(dá)明顯增高。

一切似乎都在向著好的方向發(fā)展。

到了心梗后8周，治療組有3頭豬情況很好，心臟瘢痕繼續(xù)縮小。但是另外7頭卻在7~8周間，毫無(wú)征兆的猝死。幸好其中兩頭豬身上的植入的微型記錄儀記錄下了它們死前最后階段的心電圖，讓研究人員可以一窺它們的死因。

心電圖顯示，這兩頭豬在死前出現(xiàn)了快速性心律失常，并演變?yōu)槭翌?/strong>。研究人員猜測(cè)，可能是一些低分化的心肌細(xì)胞引發(fā)了這些致命的心律失常。

其中一頭豬死前的心電圖

為進(jìn)一步明確死因，研究人員對(duì)死亡的豬進(jìn)行了尸檢。在這些豬的心臟中，研究人員發(fā)現(xiàn)了一些很奇怪的細(xì)胞，它們一簇簇的浸潤(rùn)在心肌中，呈現(xiàn)低分化的成肌細(xì)胞表型，細(xì)胞增殖標(biāo)志物Ki67表達(dá)水平很高，還存在一些在胚胎階段和肌肉腫瘤中表達(dá)的標(biāo)志物。

更為奇怪的是，這些細(xì)胞的miR-199a為陰性，而它們周?chē)募?xì)胞都是陽(yáng)性。研究人員猜測(cè)，可能是由于AAV轉(zhuǎn)入的基因不整合到基因組中[7]，miR-199a在心肌細(xì)胞增殖中丟失了，或者是轉(zhuǎn)入的miR-199a引起了心肌微環(huán)境的改變，進(jìn)而產(chǎn)生了這些細(xì)胞。

它們，很可能就是致死性心律失常的罪魁禍?zhǔn)祝?/strong>

這些細(xì)胞不表達(dá)miR-199a

論文通訊作者Giacca教授表示：“這對(duì)這一領(lǐng)域來(lái)說(shuō)是一個(gè)非常激動(dòng)人心的時(shí)刻。在用干細(xì)胞再生心臟的多次嘗試都失敗之后，我們第一次在大型動(dòng)物身上看到了真正的心臟修復(fù)?！?/p>

但同時(shí)，由于試驗(yàn)中很多動(dòng)物因心律失常而死，Giacca也承認(rèn)：“我們還需要一段時(shí)間才能進(jìn)行臨床試驗(yàn)。我們?nèi)匀恍枰獙W(xué)習(xí)如何將RNA應(yīng)用于大型動(dòng)物，然后應(yīng)用于患者，但我們已經(jīng)知道，這在老鼠身上效果很好?！?/p>

目前，研究人員正計(jì)劃改進(jìn)microRNA的傳遞方法，以更精確的控制給藥劑量。希望他們?cè)缛粘晒Α?/p>

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參考文獻(xiàn)：

1. GABISONIA K, PROSDOCIMO G, AQUARO G D, et al. MicroRNA therapy stimulates uncontrolled cardiac repair after myocardial infarction in pigs[J]. Nature, 2019.

2. Richardson W J, Clarke S A, Quinn T A, et al. Physiological implications of myocardial scar structure[J]. Comprehensive Physiology, 2011, 5(4): 1877-1909.

3. Bergmann O, Bhardwaj R D, Bernard S, et al. Evidence for cardiomyocyte renewal in humans[J]. Science, 2009, 324(5923): 98-102.

4. Porrello E R, Mahmoud A I, Simpson E, et al. Transient regenerative potential of the neonatal mouse heart[J]. Science, 2011, 331(6020): 1078-1080.

5. Eulalio A, Mano M, Dal Ferro M, et al. Functional screening identifies miRNAs inducing cardiac regeneration[J]. Nature, 2012, 492(7429): 376.

6. Kikuchi K, Holdway J E, Werdich A A, et al. Primary contribution to zebrafish heart regeneration by gata4+ cardiomyocytes[J]. Nature, 2010, 464(7288): 601.

7. Zacchigna S, Zentilin L, Giacca M. Adeno-associated virus vectors as therapeutic and investigational tools in the cardiovascular system[J]. Circulation research, 2014, 114(11): 1827-1846.

  本文作者 | 孔劭凡

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