【Science子刊】神经调节——小鼠研究表明“心脏神经元”和“时钟基因”帮助再生心肌细胞

人类心肌细胞在出生后就停止繁殖，在之后的生命中造成永久性的心脏损伤，降低功能并导致心力衰竭。然而现在，约翰斯·霍普金斯医学院的研究人员说，他们从小鼠实验中获得了新的证据，操纵某些神经元或控制它们的基因可能会触发新的心肌细胞的形成，并在心脏病发作和其他心脏疾病后恢复心脏功能。

他们的研究结果发表在12月1日的《Science Advances》杂志上，题为“Heart neurons use clock genes to control myocyte proliferation”，对一些神经元如何调节心肌细胞数量提供了新的见解。

长期以来，人们都知道神经元能调节心脏功能，但它们在心脏发育过程中的作用和影响以及它们对肌细胞生长的影响尚不清楚。

约翰斯·霍普金斯大学医学院的医学助理教授、该研究的主要作者Emmanouil Tampakakis博士说：“我们的研究试图检测所谓的交感神经元在出生后心脏发育中的作用，我们发现，通过操纵它们，甚至在出生后，也有巨大的潜力来调节心肌细胞的总数。”

构成交感神经系统(SNS)的神经元控制着身体的自动过程，如消化、心率和呼吸。交感神经系统通常与“战斗或逃跑”反应有关，即身体对警报、压力或威胁情境的一般反应。

在这项新研究中，研究小组通过阻断在发育中的小鼠胚胎中心脏交感神经元，建立了一个转基因小鼠模型，并分析了出生后的前两周内心肌细胞增殖的驱动因素。

他们发现一对基因(周期1和周期2基因)的活性显著降低，这对基因已知是控制昼夜节律周期的。值得注意的是，在小鼠胚胎中去除这两个昼夜节律基因后，研究人员发现新生儿心脏体积增大了，心肌细胞的数量增加高达10%。这表明交感神经对心肌细胞的影响可能是通过这两个昼夜节律或“时钟”基因介导的。

时钟基因是昼夜节律模式的组成部分，哺乳动物的昼夜节律模式以或多或少的24小时周期来调节身体机能，与日光和黑暗的小时数一致。

Tampakakis说：“出生后不久，包括人类和小鼠在内的哺乳动物，就停止产生心肌细胞。与肝脏等其他器官不同，心脏在受损后不能再生。我们已经证明，通过药物或基因疗法，可能能够操纵神经和、或昼夜节律基因，来增加出生后心肌细胞的数量。”

心脏病发作后存活下来的人可能会失去多达10亿个心肌细胞，Tampakakis称，有科学证据表明，当心肌细胞总数较高时，心脏在疾病发作后往往恢复得更快。通过操纵交感神经和时钟基因（一种叫做神经调节的技术），研究人员相信心脏可以对损伤做出更好的反应。

约翰斯·霍普金斯大学医学院医学副教授、心血管干细胞项目主任Chulan Kwon博士说：“神经调节在心脏病学中是一个非常新的概念,我们认为这是第一个把时钟基因与心肌细胞的新增长联系起来的报告。我们的研究，可能是第一次展示了如果你阻断了对心脏的神经供应会发生什么，并为开发心脏再生的神经调节策略提供了新的见解。”

Tampakakis称他的团队正在进行进一步的实验，以表征供应心脏的不同神经元群，并证明这些神经是如何随着时间的推移和心脏损伤后发育和调整的。

根据美国疾病控制与预防中心的数据，心血管疾病仍然是该国最常见的死亡原因，每四个人中就有一人死于心血管疾病。（转化医学网360zhyx.com）

参考资料：

https://medicalxpress.com/news/2021-12-mouse-nerve-cells-regenerate-lost.html

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。