循环:新的研究表明 TBX20可以增加心脏成纤维细胞直接重编程为心肌细胞的效率

来源：100医疗网原创2022-11-07 16336040

在一项新的研究中，研究人员发现，在重编程混合物MGT133中添加TBX20可以促进心脏重编程，并激活与心肌细胞的心脏收缩力、成熟和心室位置相关的基因。

哺乳动物的心脏在出生后几乎没有能力生长新的心肌细胞。因此，成年期心脏病发作后的死亡组织不会被新的心肌细胞修复。它被疤痕组织取代，疤痕组织削弱了心脏泵血的能力，并经常导致心力衰竭。

从受损心脏再生心肌细胞的一个有前途的策略是直接将心脏成纤维细胞重新编程为心肌细胞。在一项新的研究中，来自美国阿拉巴马大学伯明翰分校的周扬博士和鲁瑞博士及其同事在《循环杂志》上发表了一篇题为《直接人类心脏病学研究中TBX 20改善收缩力和线粒体功能》的文章。编程论文，他们发现TBX20是现有鸡尾酒中缺乏的关键转录因子，用于直接对人类成纤维细胞进行重新编程。

他们报告说，在重编程混合物MGT133(MEF2C，GATA4，TBX5和miR-133)中加入TBX20，可以促进心脏重编程，并激活与心肌细胞的心脏收缩力，成熟和心室位置相关的基因。在机制方面，他们发现TBX20和MGT重编程因子(MEF2C，GATA4，TBX5)共位于心脏基因增强子上，导致靶基因的强烈激活。

周说，我们的研究强调了TBX20作为直接人类心脏重编程的重要调节因子的作用，这种作用以前是未知的。提高人成纤维细胞直接重编程为心肌细胞的效率和质量是该技术临床转化的关键一步。周说，未来研究的一个重要领域将是在体内测试TBX20的直接心脏重编程效应。

目前，将人成纤维细胞直接重编程为心肌细胞混合物MGT133存在效率低和功能性心肌细胞生产不足的问题。这些作者发现，当将当前混合物MGT133诱导的心肌细胞与功能性心肌细胞进行比较时，TBX20是最不表达的因子。

TBX20的加入促进了心脏重编程，体现在与肌节结构、离子通道和心脏收缩相关的心脏基因的激活。肌是横纹肌的最小功能单位。

人心室中的心脏成纤维细胞将是评价体内心脏重编程的主要目标。周和他的同事发现，TBX20在将这些心脏成纤维细胞重编程为诱导的心肌细胞中是至关重要的，这表明TBX20具有治疗潜力。

详细来说，TBX20主要在重编程后期激活基因，增强诱导心肌细胞的钙流量、收缩力和线粒体功能。线粒体是心肌收缩的能量来源。TBX20似乎有助于诱导的心肌细胞中的线粒体转变为类似于成人心肌细胞的呼吸模式。

过表达TBX20可以改善人诱导的心肌细胞的功能。图片来自《循环》, 2022年，doi :10.11161/circulationsaha。33336.86636666667

在机制方面，这些作者发现TBX20结合并激活心脏基因增强子。增强子是DNA中的一个短的调控元件，可以与激活蛋白结合，启动或增加特定基因靶的转录。转录是指从DNA基因复制的信使RNA(mRNA)的产生，它可以编码一种蛋白质。增强子通常在距离目标基因一定距离的地方起作用。

周和他的同事发现，TBX20的这种增强子结合需要所有三种MGT重编程因子来帮助激活心脏基因。单独使用TBX20不足以诱导心脏细胞的命运转化；缺少三种MGT重编程因子中的任何一种都会大大降低心脏重编程的效率。

周说，我们的结果表明，TBX20需要三个完整的MGT重编程因子来促进心脏直接重编程和激活心脏基因，他们支持心脏直接重编程是一个多因子协调的协同调控过程的观点。

单细胞RNA测序分析确定了用TBX20重编程后的两个主要细胞群：一个细胞群是重编程诱导的心肌细胞，但另一个细胞群只是部分重编程。重编程诱导的心肌细胞群体的基因表达谱与心室中的心肌细胞相似。(100yiyao.com)

参考资料：

唐等，循环，2022，doi :10.1161/Circulation ha . 122.059713

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