諸如那些會影響細胞外信號調節(jié)激酶（ERK）信號的候選心肌細胞（CM）有絲分裂原（mitogens）或許代表了功能性心臟再生的潛在靶點。近日，一篇發(fā)表在國際雜志Science Advances上題為“Time-dependent Effects of BRAF-V600E on Cell Cycling, Metabolism, and Function in Engineered Myocardium”的研究報告中，來自杜克大學等機構的科學家們通過研究發(fā)現，一種在皮膚癌中發(fā)現的最危險的突變之一或許就能作為修復破碎心臟的新型通路。

蛋白BRAF的遺傳突變是MAPK信號通路的一部分，其能促進細胞分裂，同時也是黑色素瘤患者機體中最常見且最具侵襲性的基因突變之一，這項研究中，研究者表示，將這種突變引入到實驗室中生長的大鼠心臟組織中能有到其生長。在心臟病發(fā)作后修復心肌是心臟研究領域的“圣杯”，心臟組織不能再生這一事實或許就讓心臟修復變得異常復雜，而一種潛在的策略就是通過安全地將治療性基因運輸到患者體內并完全控制其在心臟中的活性，從而來驅動心肌細胞生長，這項最新研究或許就為研究人員發(fā)現實現這一目的的方法奠定了重要基礎。

研究者Nenad Bursac教授說道，成熟的心肌細胞通常不會發(fā)生分裂，因此我們認為我們需要一種特別強大的遺傳突變來讓其繁殖，MAPK是一種眾所周知的途徑，當其發(fā)生突變時就會非常積極地誘導癌癥增殖，這就是我們選擇其進行研究的原因。這項研究中，研究人員在一種3D水凝膠環(huán)境中研究了其所生長的新生大鼠心臟細胞，經過實驗室十幾年的開發(fā)，水凝膠環(huán)境或能為細胞生長并成熟為成體樣心肌組織（此時細胞分裂會自然停止）提供了重要線索。

科學家有望利用皮膚癌基因來治愈人類受損的心臟組織

圖片來源：Science Advances (2024). DOI:10.1126/sciadv.adh2598

為了讓肌肉再次分裂和生長，研究人員利用一種裝載了突變BRAF基因的病毒來感染肌肉，按照其正常行為，病毒會將突變基因插入到細胞中，從而使其成為細胞DNA的一部分，隨后研究人員引入了一種特殊藥物，其或能促使突變的BRAF基因激活；像皮膚癌一樣，一旦激活，突變的基因就會引起心肌細胞進入DNA合成過程，這是細胞分裂和生長的第一步，但其或許也存在一定的缺點。

研究者表示，一旦細胞開始進入到增殖階段，其就會開始分解允許其在心臟中收縮和泵血的機器，從而就會導致整個組織失去大約70%的收縮強度，而這一點或許是戲劇性的，其中一個原因就是組織中幾乎所有細胞都會被病毒感染。這一研究結果令人非常興奮且發(fā)人深??；任何能夠讓成體心臟細胞增殖的潛在治療手段都是樂觀的理由，但隨著強度的下降，基因激活的劑量和持久時間就必需被精確控制，因此在用于人類患者機體之前或許還有很多工作需要去完成。

首先，研究人員必須采用一種不同的遞送系統(tǒng)來以臨床中完全可控的方式將基因運輸到正確的細胞中，諸如脂質納米顆粒和短時間存活的病毒等方法是目前研究人員正在開發(fā)的兩種方法，但在應用于人類機體心臟再生之前，這兩種方法的研究或許還需要很長一段路去走。綜上，本文研究結果表明，BRAF激酶的直接激活就足以調節(jié)候選心肌細胞的循環(huán)和功能表型，這或許就為揭示ERK信號在心臟發(fā)育和再生過程中所扮演的關鍵角色提供一定的機制見解。（生物谷Bioon.com）

參考文獻：

NICHOLAS STRASH,SOPHIA DELUCA,GEOVANNI L. JANER CARATTINI, et al, Time-dependent Effects of BRAF-V600E on Cell Cycling, Metabolism, and Function in Engineered Myocardium, Science Advances (2024). DOI:10.1126/sciadv.adh2598