近日，上海交通大學醫(yī)學院附屬第九人民醫(yī)院、上海精準醫(yī)學研究院張家毓團隊、卞遷團隊和第四軍醫(yī)大學馬恒團隊合作在《核酸研究》（《Nucleic Acids Research》）（影響因子14.16）上發(fā)表一項研究成果，揭示了非分裂端?？s短誘發(fā)心肌細胞衰老的分子機制，確定了短端粒驅(qū)動心肌加速衰老的關鍵因素FOXC1，并為抗心臟衰老提供了新靶向治療的理論依據(jù)。

發(fā)布的論文。上海交通大學醫(yī)學院附屬第九人民醫(yī)院 供圖

4月22日，上海交通大學醫(yī)學院附屬第九人民醫(yī)院研究團隊介紹，端粒是位于線狀染色體末端的一小段DNA蛋白質(zhì)復合體，其功能是保持基因組的完整性和穩(wěn)定性。正常情況下，端粒會隨著每一次細胞分裂逐漸變短，一旦過短，就會引發(fā)持續(xù)的DNA損傷反應，誘導細胞衰老，最終導致細胞停止分裂，因此端粒縮短也被認為是衰老的標志。

此前研究發(fā)現(xiàn)，除細胞分裂造成端?？s短外，短端粒與心血管疾病也存在相關，但端粒是否直接或間接參與疾病進展、短縮的端粒如何獨立于基因突變驅(qū)動心功能障礙、調(diào)節(jié)短端粒的染色體三維結構能否對心肌細胞產(chǎn)生影響等問題仍未明確。

“我們通過對比正常人群和心力衰竭人群心肌端粒長度，發(fā)現(xiàn)心衰患者端粒長度較正常人群縮短，但短端粒如何影響心力衰竭過程仍有待闡明。”張家毓表示。

對此，研究團隊通過端粒酶抑制，把健康人源誘導性干細胞（hiPSC）建立短端粒的hiPSC并進行心肌細胞分化實驗。研究結果均揭示了在沒有任何突變及應激刺激下，心肌細胞端粒短縮可誘發(fā)心肌功能障礙并進入衰老狀態(tài)。

此外，研究團隊還進一步研究端?？s短對心肌細胞染色質(zhì)構象和基因表達的影響。最終研究結果充分論證了端粒縮短，會引起心肌細胞中的染色質(zhì)構象改變，導致不同染色體細胞核空間中的分布及相互作用明顯減少，引起近端粒末端染色質(zhì)的三維壓縮構象丟失，造成靠近端粒末端的基因表達明顯上調(diào)。

此外，研究團隊通過對心衰患者的組織芯片進行端粒TelCQ-FISH和免疫組織化學染色，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄因子FOXC1在短端粒心肌細胞中顯著上調(diào)。使用慢病毒對正常心肌細胞及短端粒心肌細胞中的FOXC1調(diào)節(jié)顯示，F(xiàn)OXC1過表達會導致衰老標志物p21/p16和SA-β-gal陽性心肌細胞的比例顯著增加、線粒體氧化呼吸能力降低、收縮失調(diào)；相反，在衰老心肌細胞中下調(diào)FOXC1則能有效改善心肌功能。

上述研究通過調(diào)節(jié)短端粒的染色體三維結構，明確了端粒長度與FOXC1間的相關性作用，有效驗證了FOXC1對心肌細胞的影響，揭示了FOXC1的上調(diào)對心肌細胞衰老、線粒體功能降低和收縮功能障礙具有驅(qū)動作用。

該研究獲得國家自然科學基金、上海浦江人才計劃等項目資助，由上海交通大學醫(yī)學院附屬第九人民醫(yī)院、上海精準醫(yī)學研究院張家毓團隊、卞遷團隊和第四軍醫(yī)大學馬恒團隊合作完成。上海交通大學醫(yī)學院附屬第九人民醫(yī)院、上海精準醫(yī)學研究院李賓、熊蔚瑤、左武、石元元為共同第一作者，上海交通大學醫(yī)學院附屬第九人民醫(yī)院、上海精準醫(yī)學研究張家毓、卞遷和第四軍醫(yī)大學馬恒為共同通訊作者。

來源：澎湃新聞