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借助癌細胞生殖力 留住心臟青春


心臟細胞的再生能力和增殖能力隨著年齡的增加而退化,它們在細胞分裂中漸漸失去這些能力 (cardiac progenitor cells, CPC) ,然而癌症細胞則相反,它們善於增殖,甚至不知道何時停止,最後形成腫瘤。在某種程度上,試圖修復與年齡有關的心臟損害(如心臟衰竭)和同時對抗癌症是一個對立的問題


心臟似乎對癌細胞的發展有抵抗作用。聖地亞哥州立大學心臟研究所 Mars Sussma 說:「你什麼時候聽過有人心臟患癌症,這幾乎是聞所未聞的。從進化的角度來看,這並不奇怪。如果心臟細胞在細胞分裂中發生嚴重的轉錄錯誤,這結果帶來的問題將沒有辦法解決。因此心臟細胞在增殖時總是小心翼翼」。


Sussman 解釋,正是這種小心翼翼使心臟病成為一個棘手的問題。隨著時間的推移,這些細胞消耗了自己,自我修復能力及自我更新能力日益惡化。等到老年的時候,開始出現心臟病症狀,此時心肌細胞在「冒煙」,不能正確分裂為新細胞。


利用癌細胞增殖力,恢復心臟自我修復能力

細胞衰老與癌症風險的平衡處在剃刀邊緣。人類是否可以使用生物技術在剃刀邊緣中行走?人們是否能使用癌細胞的增殖力和生存力來恢復 CPC,使其再次分裂而不形成腫瘤?CPC 是一種罕見的幹細胞,可無限複製生成心臟細胞。


Sussma 研究團隊在《 Journal of Biological Chemistry》發表了一項研究,揭示了一種與某些類型癌細胞的生長和生存有關的脢 Pim 可使小鼠 CPC 過量表達。


在健康細胞內,Pim 有助於染色體分裂,是細胞分裂過程重要組成部分。編碼 Pim 脢的基因 PIMI,稱為原癌基因,其本身不會引發癌症。但當其與其他基因 Myc 結合時,就容易引發腫瘤的形成。幸運的是,Pim/Myc 在 CPC 中不存在這種問題,意味著可以調整 CPC 過度表達 PIMI 基因而沒有癌症風險。


Sussma 研究團隊改造老鼠 CPC 使 PIMI 基因在細胞內特定部位過量表達,使特定位置含有更多的 Pim 脢,以期防止老齡化引發的心臟病。結果這種做法起效了,與對照組相比,PIM1 過量表達的小鼠壽命更長,有更強的細胞增殖力。


但有趣的是,其起作用的差異與細胞內 PIM1 過量表達差異有關。當研究人員使 PIM1 在細胞核中過量表達時,發現其繁殖生成新細胞的能力增強,當使 PIM1 在粒線體過量表達時,這種脢會抑制細胞凋亡信號,使細胞活得更久。

 

留住心臟青春,無癌症風險

目前該研究團隊正在進行人體臨床試驗,他們修改所獲取的病人 CPC,使其過度表達 PIM1,然後將修改後的 CPC 放回到病人心臟,希望能修復病人心臟組織並恢復心臟的自我修復能力。

  • Functional Effect of Pim1 Depends upon Intracellular Localization in Human Cardiac Progenitor Cells. 10.1074/jbc.M114.617431
  • Targeted Pim1 overexpression in hCPCs allows for selection of the desired phenotypic properties to overcome patient variability and improve specific stem cell characteristics.

【資料來源:中國醫藥大學附設醫院 衛教健康分享網

 


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