拥抱和亲吻促进心脏健康!密歇根州立大学发现催产素可促进心脏损伤后再生
导读 | 心血管疾病(CVD)是世界范围内导致死亡的主要原因之一,经常致使大规模心脏损伤以及数十亿心肌细胞及相关血管系统的丢失。最近,有研究团队发现催产素能够诱导心外膜细胞增殖,EMT和转录活性。 |
近日,美国密歇根州立大学的研究人员在Frontiers in Cell and Developmental Biology上发表了题为“Oxytocin promotes epicardial cell activation and heart regeneration after cardiac injury”的研究。该研究首次揭示了一种进化保守的大脑控制机制,诱导受伤的哺乳动物和斑马鱼心脏的细胞重编程和再生,这一发现可能有助于心脏损伤治疗的转化进展。
研究背景
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心血管疾病(CVD)是世界范围内导致死亡的主要原因之一,经常致使大规模心脏损伤以及数十亿心肌细胞及相关血管系统的丢失。心肌细胞(CMs)是终末分化的细胞,因此,它们的先天再生能力极其有限,不足以恢复丧失的心肌的功能。
过去20年的研究表明,这些丢失的细胞可以通过心外膜(心脏最外层的间皮层)部分再生。在心脏损伤时,成熟的心外膜细胞被激活并经历上皮-间充质转化(EMT)形成心外膜源性祖细胞(EpiPCs),这种多能祖细胞可以分化为几种重要的心脏谱系,包括心肌细胞和血管细胞。然而在哺乳动物中,仅这一过程不足以实现显著的心脏再生,但通过管理特定的重编程因子来启动它,可以增强EpiPC功能。
神经内分泌结构,如下丘脑和垂体,通过释放各种激素在维持正常的心血管功能方面起着特别重要的作用。研究人员假设在心脏损伤后,一种或多种神经内分泌激素能够从下丘脑释放到血液中以促进心脏再生。催产素(OXT)是由下丘脑产生并由垂体后叶释放的九个氨基酸神经肽,在拥抱、接吻等亲密关系期间,人体会释放这种神经激素。研究人员猜想,催产素可能是实现足够的EpiPC增殖,激活和迁移以完全再生受损心脏中丢失的心肌的缺失环节。
研究结果
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研究人员在斑马鱼和人类细胞培养物中分析了催产素的作用。在斑马鱼心脏冻伤后3天内,催产素 mRNA 在大脑中的表达增加了20倍,同时受伤心脏中催产素表达也相应地增加了。这一过程对心脏再生和心外膜激活至关重要。而抑制OXT信号会延缓成年心脏的再生和斑马鱼胚胎心外膜的形成。
RNA测序(RNA-seq)分析表明,催产素诱导了显著的广泛基因表达变化。TGF-β通路是OXT诱导的心外膜激活的主要介质。驱动TGF-β途径激活的主要基因是配体LEFTY2,GDF15和INHBB以及BMP途径激活剂TMEM100。总体而言,催产素通过激活其受体(OXTR),可以促进参与心外膜TGF-β和BMP信号传导的蛋白质的表达,从而增加心外膜祖细胞动员。
研究结果
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这项研究的发现揭示了脑-心信号轴在调节心脏再生中的新作用,并阐明了心外膜在这一过程中的关键重要性。此外,这项研究结果在心脏损伤后OXT释放与心脏再生之间建立了一种联系,并提供了证据支持心脏再生部分受神经内分泌控制的观点。由于催产素或其激动剂可用于临床,以帮助从心肌梗死以及未来可能发展成为的心力衰竭等严重心脏事件中恢复,这项发现具有一定转化潜力。(转化医学网360zhyx.com)
参考资料:
https://doi.org/10.3389/fcell.2022.985298
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。
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