【Cell Stem Cell】鸡尾酒疗法增进心肌细胞增殖和心脏再生
心血管疾病是天下规模内的主要致死疾病之一，，，，然而关于心血管领域的治疗药物开发仍然是一项难题的挑战。。。。成年哺乳动物的心肌细胞（Cardiomyocyte, CM）险些不可再生，，，，因此心脏更新率很是低，，，，心肌梗死后无法举行修复或再生，，，，最终导致心脏纤维化和心力衰竭。。。。只管移植人类胚胎干细胞泉源的心肌细胞（hESC-CMs）和诱导多醒目细胞泉源的心肌细胞(hiPSC-CMs)可以在小鼠、大鼠和猴子中实现心肌再生，，，，可是往往会引起心律失常和其他异常，，，，并且由于移植细胞的恒久存活率低而受到限制。。。。
鸡尾酒疗法（Cocktail）又称融合康健疗法，，，，简称CT疗法。。。。是指在制订康健解决计划历程中，，，，将康健的相关性因素，，，，按一定的比例，，，，像调制鸡尾酒一样搭配起来，，，，从解决某一类康健问题。。。。北京大学熊敬维教授和雷晓光教授以及复旦大学赵世民教授相助在Cell Stem Cell杂志揭晓了题为A small-molecule cocktail promotes mammalian cardiomyocyte proliferation and heart regeneration的研究文章，，，，该研究发明通过5个小分子物质（5SM）的鸡尾酒疗法可以增进CM增殖和心脏再生，，，，对成年大鼠心肌梗死后心脏功效修复具有优异的治疗作用（ DOI: 10.1016/j.stem.2022.03.009 ）。。。。
5SM能有用诱导CM重新进入细胞周期和胞质破碎
首先，，，，使用高通量的筛选系统（基于腺病毒载体的“green FUCCI系统”和基于Tnnt2-Cre 腺病毒的MADM系统),研究职员筛选出13个能有用诱导CMs进入细胞周期的小分子，，，，除C1之外，，，，其余的12个小分子简单使用对CM胞质破碎均没有显着效果；；随后通过两两组合、构建模子展望及验证发明5个小分子物质组成5SM，，，，其中包括phenylephrine、baricitinib、harmine、vo-ohpic trihydrate和AZD3965。。。。5SM能够有用增进成年大鼠、小鼠和人CMs的再次进入细胞周期和胞质破碎(Fig. 1)。。。。
Fig. 1 高通量筛选确定了5个小分子物质增进心肌细胞增殖
5SM增进心肌梗死后大鼠CM增殖和心脏再生
5SM可以有用增进成年小鼠、大鼠体内的CMs进入细胞周期和胞质破碎，，，，同时5SM关于心肌梗死后的大鼠CM增殖及心脏功效恢复也有显着的作用。。。。因此5SM可以增进CMs增殖及心脏再生(Fig. 2)。。。。
5SM诱导CM去分解，，，，再进入增殖状态
随后研究职员通过RNA测序与ATAC-seq检测发明，，，，与比照组相比，，，，5SM有2607个基因表达上调，，，，3688个基因表达下调，，，，其中5SM处置惩罚的转录组爆发显著转变；；全基因组与细胞破碎的生物学历程上调如染色体疏散等，，，，而与细胞迁徙、炎症反应和血管天生的显着下调；；处置惩罚提高了细胞周期、mTOR、PI3K-AKT、去分解、糖酵解和甲羟戊酸信号通路基因的表达水平，，，，降低了JAK-STAT、氧化磷酸化和分解信号通路基因的表达水平，，，，对HIPPO和NRG1-ErbB无影响；；558个上调基因启动子区域与细胞周期和细胞破碎亲近相关(Fig. 3)。。。。
Fig. 3 转录组和染色质可及性剖析
为进一步确定5SM诱导CM增殖的细胞和分子机制，，，，研究职员连系scRNA-seq判断了一个增殖簇CM4，，，，5SM处置惩罚可能通过增进进入细胞破碎前静止CMs (CM1)向去分解CMs (CM2)，，，，诱导CM4细胞增殖(Fig. 4)。。。。
Fig. 4 单细胞RNA-seq判断CMs
5SM使CMs代谢从氧化磷酸化向糖酵解转换
最后，，，，研究职员对5SM增进CMs增殖的代谢途径的信号通路举行了探讨。。。。研究发明，，，，5SM通过激活乳酸信号和mTOR信号通路，，，，从而使CMs代谢由氧化磷酸化向糖酵解转换，，，，从而增进CMs增殖(Fig. 5 & 6)。。。。
Fig. 5 5SM通过乳酸- LacRS2介导的代谢转换增进CM增殖
Fig. 6 抑制mTOR或LacRS2降低5SM诱导的CM增殖作用
该研究是第一个关于全化学的小分子组合增进原位心脏再生的研究，，，，展现了心脏再生领域新的心肌细胞增殖机制，，，，为更有用的心肌细胞增殖和心脏再生化合物研究提供了一个优异的切入点，，，，同时也为临床转化提供了新的思绪。。。。
Fig 7 基于腺病毒载体的FUCCI系统
UG环球很幸运能为此项重磅研究提供筛选系统所需的大宗腺病毒载体，，，，用于该事情自主构建的greenFUCCI系统，，，，众所周知，，，，FUCCI是一种基于荧光泛素化的细胞周期指示剂，，，，用于实时追踪细胞破碎状态，，，，在此项事情中，，，，作者通过将缩短的人Geminin突变基因与Azami Green基因融合（mAG-hGeminin (1/110)），，，，连系心肌细胞特异性Tnnt2启动子构建腺病毒载体，，，，用于对S/G2/M期心肌细胞状态的追踪。。。。别的，，，，在MADM（mosaic analysis with the double markers）剖析中，，，，作者亦借助心肌细胞特异性启动子Tnnt2驱动cre酶的表达，，，，追踪心肌细胞细胞破碎的状态。。。。
UG环球生物有幸为本研究中所使用的腺病毒提供包装效劳。。。。
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