《细胞-代谢》：研究发现肥胖与心脏病关联蛋白

肥胖会对心脏造成一定负担。美国一项新研究发现肥胖症和心脏病之间的“分子纽带”,即一种特殊的蛋白质分子会影响脂肪在心脏部位的堆积。     

人类心脏发育缺陷的分子机理

为了探索心脏发育的缺陷及遗传机制以及在分子水平上先天性心脏病的发生机理,概述了人类心脏发育缺陷的研究进展,包括人类心脏不对称发育、心脏发育缺陷和心脏缺陷的分子机理.     

线粒体稳态失衡与心脏衰老及相关疾病

随着年龄的增长,衰老的心脏会发生左室肥厚、舒张功能不全、瓣膜功能下降、心肌纤维化增加、电传导异常等病理变化.线粒体作为真核细胞中调控代谢的关键细胞器,是细胞内合成ATP的重要场所.由于心脏一刻不停地收缩需要大量ATP提供能量,线粒体稳态对于维持正常的心脏功能至关重要,而线粒体稳态失衡则会导致心脏功能发生异常.本文主要阐述了衰老心脏中线粒体的异常变化,探讨了线粒体形态与数量变化、线粒体代谢异常、线粒体质量控制失衡、线粒体基因组和转录组改变等线粒体稳态失衡在常见衰老相关心脏疾病发生发展中的重要作用,总结了靶向线粒体干预衰老相关心脏疾病的现状与前景,为研究线粒体相关心脏疾病的细胞分子机制,治疗衰老相关的心脏疾病提供新的思路.     

心肌细胞过表达miR-27b导致小鼠发生心肌纤维化和线粒体损伤

以往的miRNA芯片研究结果显示, miR-27b在人类心脏疾病标本和压力负荷引起的小鼠心肌肥厚模型中表达水平明显升高, 提示其在心脏疾病发生过程中发挥了重要功能。为研究miR-27b在心脏组织中的功能, 文章建立了在心肌细胞特异性 a-肌球蛋白重链(a-MHC)启动子(5.5 kb)控制下过表达miR-27b的转基因小鼠。通过Real-time PCR检测, 发现miR-27b前体和成熟体表达水平在转基因小鼠心脏组织中明显升高。miR-27b转基因小鼠不仅出现心肌肥厚, 还表现出明显的心肌纤维化。进一步研究表明心肌纤维化的关键调节分子金属基质蛋白酶13(MMP13)是miR-27b的靶分子, 在miR-27b转基因小鼠中MMP13显著下调, 胶原分子I和 III则显著上调。此外, 还发现miR-27b转基因小鼠会出现心脏超微结构的损伤。以上研究结果表明, miR-27b可能通过抑制MMP13促进心肌纤维化。     

心肌细胞过表达miR-27b导致小鼠发生心肌纤维化和线粒体损伤

以往的miRNA芯片研究结果显示, miR-27b在人类心脏疾病标本和压力负荷引起的小鼠心肌肥厚模型中表达水平明显升高, 提示其在心脏疾病发生过程中发挥了重要功能。为研究miR-27b在心脏组织中的功能, 文章建立了在心肌细胞特异性 a-肌球蛋白重链(a-MHC)启动子(5.5 kb)控制下过表达miR-27b的转基因小鼠。通过Real-time PCR检测, 发现miR-27b前体和成熟体表达水平在转基因小鼠心脏组织中明显升高。miR-27b转基因小鼠不仅出现心肌肥厚, 还表现出明显的心肌纤维化。进一步研究表明心肌纤维化的关键调节分子金属基质蛋白酶13(MMP13)是miR-27b的靶分子, 在miR-27b转基因小鼠中MMP13显著下调, 胶原分子I和 III则显著上调。此外, 还发现miR-27b转基因小鼠会出现心脏超微结构的损伤。以上研究结果表明, miR-27b可能通过抑制MMP13促进心肌纤维化。     

EZH2在心脏与血管发育中的作用

Zeste基因增强子人类同源物2(enhancer of zeste homolog 2, EZH2)是多梳蛋白抑制复合物2(polycomb repressive complex 2, PRC2)的主要元件之一，利用组蛋白甲基化酶活性发挥经典作用，抑制靶基因的表达。此外，EZH2通过甲基化其他蛋白，作为蛋白支架分子募集转录相关分子介导转录激活，与lncRNA及miRNA相互作用等非经典途径调控各项生命活动，与干细胞分化和组织器官发育关系密切。EZH2及其功能相关分子在心脏发育、血管发生等过程中发挥着至关重要的作用。靶向敲除小鼠心脏Ezh2基因会影响心肌组织及内皮源性组织的正常发育，造成广泛性的心脏发育缺陷。EZH2参与调控正常组织和肿瘤组织的血管生成，维持新生血管完整性，并参与调控内皮间质化和内皮造血转化。本文探讨了EZH2在心脏和血管发生领域的影响效应、调控机制，及其与相关疾病的关系。     

再生过程中心肌细胞去分化和增殖的研究进展

心肌梗死严重威胁人类生命健康。损伤的成体哺乳动物心脏无法进行再生,最终导致心力衰竭。多种临床治疗手段可以缓解心肌梗死症状,但无法修复死亡的心肌细胞。斑马鱼等低等脊椎动物以及一些新生哺乳动物心脏受到损伤后可以再生。研究心脏再生的细胞和分子机制可为成体心脏损伤修复提供理论基础。越来越多的研究表明,心脏损伤后心肌细胞的修复依赖于心肌细胞的去分化和增殖。该文简单概述心脏再生过程中心肌细胞的来源以及心肌细胞去分化和增殖的分子机制。     

细胞外调节蛋白激酶1/2决定心肌生长方式

在病理状态下,心脏工作负荷加重时,心肌细胞会代偿性地生长。心脏后负荷增加可导致心肌向心性生长,以心肌细胞宽度增加为特征;而容量负荷增加可导致心肌离心性生长,以心肌细胞长度增加为特征。心肌的离心性生长和向心性生长可能由不同的特异性信号通路所调节,但是具体的信号分子尚不清楚。细胞外调节蛋白激酶(extracellular signal-regulated kina-     

果蝇心脏发育基因调控的研究进展

果蝇心脏的发育是一个受到一系列基因共同调控的复杂过程,这些基因在脊椎动物和无脊椎动物果蝇中具有惊人的相似性,对于它们功能的研究将有助于揭示人类心脏发育的过程及分子控制机理.通过将果蝇作为一种重要的模式动物,对心脏发育基因调控的研究进展作一综述.     

胚胎干细胞定向分化为心肌细胞研究进展

胚胎干细胞在体外可分化为 3个胚层的所有组织细胞。诱导人类胚胎干细胞定向分化为心肌细胞可为心肌梗死、心肌坏死等重大心脏疾病患者实施细胞治疗 ,也可作为种子细胞 ,用于构建供器官移植用的人造心脏 ;进一步可研究心肌细胞发育分化的分子机理及更直观的用于体外筛选人类心血管药物等。对人类胚胎干细胞及其定向分化为心肌细胞分子机理的研究进展及其所面临的问题作一综述。     

气体信号分子对心血管系统线粒体的作用

气体信号分子是由生物体内生成的、具有生物学效应的气态分子。目前已经发现一氧化氮(NO)、一氧化碳(CO)和硫化氢(H_2S) 3种气体信号分子。气体信号分子具有抗炎、抗氧化、抑制细胞凋亡、舒张血管、保护心脏等作用。线粒体在维持心肌细胞正常能量代谢中发挥重要作用,其功能紊乱会导致多种心血管系统疾病的发生。气体信号分子通过对线粒体的呼吸作用、线粒体的融合与分裂、线粒体自噬,以及活性氧生成等方面进行调控,介导线粒体功能,使心肌细胞维持正常生理功能。本文就3种气体信号分子对心血管系统线粒体的作用予以综述。     

心脏诱导的研究

对心脏发育调控机制的认识是从观察两栖动物和鸟类的胚胎学过程开始的.心脏的诱导调控一直是人们研究的热点.从心脏的形态发生,心脏诱导和心脏的分子标识等3个方面对最近的一系列研究结果进行了综述.     

心脏的左右不对称发育

心脏是脊椎动物发育过程中最早形成的器官之一,心管向右环化打破了左右对称的格局,是左右分化的第一个重要标志.不对称的心管环化和心脏腔室的形态发生是一个相当复杂的过程,人们对其分子机制,特别是心脏定位和不对称发育机理的了解还相当有限.为了探讨心脏的左右不对称发育,重点从形态学和分子水平对近期的研究作了简要的概述.     

Tbx18通过下调EMT信号分子参与调控心脏发育

转录因子Tbx18(Tbx18)在小鼠胚胎心外膜上皮细胞表达并调控心外膜上皮细胞向心系细胞分化.上皮间充质转化(EMT)过程是器官发育和形成的重要机制.为阐述Tbx18通过调控下游EMT关键信号分子参与心外膜上皮细胞分化和心脏发育,本研究运用Tbx18-Cre/Rosa26R-EYFP双杂合基因敲入小鼠和免疫荧光共聚焦,证实Tbx18+心系细胞和EMT关键信号分子Snail1、Smad、Slug、Twist在发育后期胚鼠心外膜和心外膜下间充质发生共聚焦.同时还发现,Tbx18在胚鼠不同发育阶段的表达模式和Tbx18+心系细胞内上述EMT关键信号分子的表达模式相似.Tbx18和EMT关键信号分子在发育心脏存在相似的时空表达模式,因此,它们之间可能存在相互调控作用.运用Tbx18突变技术揭示了Tbx18突变型胚鼠心脏EMT关键信号分子表达水平均较野生型显著下调,直接证实了上述4个EMT信号分子是Tbx18的可能靶点.理解Tbx18参与心脏发育的下游靶点有助于改善成年心脏损伤后的再生修复.     

心肌肥厚中L-型钙通道与ryanodine受体分子间信号耦联的衰退

心脏压力负荷导致心肌肥厚的过程是心衰发生的关键环节。已有研究表明,控制心脏收缩的细胞钙致钙释放过程在心肌肥厚及心衰状态下发生缺损,但分子机制尚未阐明。我们以主动脉结扎手术建立压力负荷的大鼠心肌肥厚模型：实验组分为假手术组、代偿性肥厚组（CHT）和失代偿性肥厚组（DHT）,以松钳一共聚焦成像技术研究单个L-型钙通道（LCC）与ryanodine受体（RyR）间的钙信号耦联。我们发现DHT中LCC—RyR分子耦联潜伏期延长49％,耦联成功率降低47％,失败概率提高72％,证明DHT进入了一种“分子间衰退”状态。出人意料的是,心功能正常的CHT也发生分子间衰退,并与锚定肌质网与细胞膜的junctophilin蛋白表达下降有关,表明分子间耦联衰退在细胞功能变化显现之前已经潜性地发生。与此一致,细胞兴奋期钙释放同步性降低,但钙释放总量和细胞钙瞬变在CHT并无变化。这些结果提示,在一个我们称为“稳定余量”（stability margin）的范围内,分子间耦联衰退不会影响细胞兴奋收缩耦联能力,只有分子间耦联衰退超出稳定余量,心衰才会发生。潜性的分子间耦联衰退的发现对早期防治心衰有重要意义。     

跑步训练诱导小鼠生理性心脏肥厚模型

目的用长期跑步训练诱导小鼠的生理性心脏肥厚模型,与主动脉缩窄手术诱导的病理性心脏肥厚模型进行比较。方法 8周龄野生型雄性C57BL/6小鼠分为跑步运动组,正常对照组,手术刺激组和假手术组。运动组跑步训练40d,手术刺激组行主动脉缩窄手术2周,从组织形态学、超声心动图、分子标志物表达等方面对模型进行全面评估。结果运动训练组小鼠心脏体重比与正常对照组相比增加27.2%(P<0.05),左心室体重比增加25.8%(P<0.01),心脏显著肥厚。超声心动图显示,与各自的对照组相比,运动组和手术组小鼠模型的左心室后壁厚度均显著增加(P<0.05),但运动组小鼠的相对室壁厚度无明显变化,而手术组小鼠相对室壁厚度显著增加50%(P<0.05),提示两种不同的心脏肥厚导致在心脏结构改变上差别显著。心脏肥厚分子标志物心房利钠肽和脑钠肽在手术组表达显著上调9.5倍和4.5倍,而在运动组下调为对照组的0.48倍和0.58倍,提示两种不同肥厚的分子机制差别迥异。结论长期跑步运动可以成功的诱导小鼠生理性心脏肥厚模型,其表型和分子机制与手术刺激的病理性肥厚差别显著。     

SFRP分子对心脏发育的影响

Wnt信号通路对心脏发育起着重要的作用.分泌型卷曲相关蛋白（SFRP）家族作为调控 Wnt信号的重要分子,对心脏发育和心肌分化的作用也越来越被人们所重视.最近,研究人员们对SFRP家族蛋白有了新的认识,认为它们不仅具有拮抗Wnt的作用,还对Wnt信号的转导有着复杂的调节作用.本文就SFRP分子与Wnt信号转导对心脏发育的影响进行综述.     

JAHA:科学家鉴别出引发罕见心律失常的遗传原因

<正>刊登在国际杂志Journal of the American Heart Association上的一篇研究论文中,来自俄亥俄州大学的研究人员通过研究鉴别出了一种罕见的致死形式的遗传性心律失常,同时研究者也开发出了一种方法来治疗这种疾病。心律失常是心脏系统功能失常的一种表现,其往往会引发不规律的心脏跳动,大多数患者会经历心脏乱跳,目前美国大约有400万人患有不同程度的心脏心率     

斑马鱼心脏再生的研究

人类心脏损伤后不可再生,使得心脏疾病成为威胁人类生命的主要疾病之一。斑马鱼等其他非哺乳动物类脊椎动物的心脏在受损伤后可以再生,再加上其遗传操作已十分成熟,使其成为研究脊椎动物心脏再生的一个极好模型。本文总结了国内外关于斑马鱼心脏再生的最新进展、并分析了心脏再生特异的分子机制以及涉及再生现象的保守机制,进一步提出了这些研究对于人类心脏疾病的治疗的可借鉴之处。     

非编码RNA在心脏稳态维持中的功能和机制

心脏的稳态维持依赖动态重塑来实现。心脏重塑异常是多种心血管疾病的主要病理生理基础,它能引起心肌肥厚、间质纤维化和心脏功能受损等结构和功能的改变,并最终导致心力衰竭。非编码RNA(ncRNA)是指不编码蛋白质的RNA分子。微小RNA (miRNA)和长链非编码RNA (lncRNA)是非编码RNA的两种主要类型,在基因转录、RNA成熟和蛋白质翻译等水平调控基因表达,参与许多重要的生命过程。近年来的研究表明,这两种非编码RNA参与心脏重塑和心脏疾病发生。该文将介绍miRNA和lncRNA在心脏稳态维持中功能及其机制的最新研究进展,以及它们作为心脏疾病诊断分子标志物及治疗靶标的前景。