“爱情荷尔蒙”催产素可帮助修复破碎的心
爱真的是最有效的治疗手段吗?如果是这样,这项研究正合我们的心意。
催产素是一种激素由大脑(特别是下丘脑)产生并释放到血液中。它经常被吹捧为“爱情激素”或“爱情药物”——它可以帮助我们与他人建立社会联系并产生快乐的感觉。但一项使用斑马鱼和人类细胞的研究得出结论,这种激素可能能够治愈心脏病发作后的心脏。
除了引发积极情绪外,催产素实际上还有其他功能:这种激素可以引起子宫收缩,并有助于调节泌乳、睾酮生成、精子运输和射精。
现在,一项利用斑马鱼和人类细胞培养物的研究发现了“爱情激素”的另一个潜在功能,它可能能够促进心脏病发作后的心脏再生。
心脏由几层组成,包括外层(心外膜)和中层(心肌)。心脏病发作时,心肌细胞(负责心脏收缩的高度特化的细胞)会死亡。这可能是一个问题,因为它们无法自我补充。然而,一些学习研究表明,心脏外层细胞的一个子集可以进行重编程,变成称为心外膜衍生祖细胞 (EpiPC) 的干细胞样细胞。这很重要,因为 EpiPC 可以再生为不同类型的心脏细胞,包括心肌细胞。
在自然条件下,EpiPC 的产生通常无法有效促进人类的心脏再生,因此需要开发其他机制。
研究人员使用探索催产素的作用,因为这些模型生物在失去四分之一时可以重新长出心脏,通常是通过心肌细胞增殖和 EpiPC。
斑马鱼是如何做到这一点的?科学家们试图通过损伤斑马鱼的心脏(通过冻伤)来回答这个问题,结果发现大脑中催产素的信使RNA表达增加了20倍。催产素然后到达斑马鱼心脏的外层,与催产素受体结合,进而引发分子级联,局部细胞最终扩增并发育成 EpiPC。然后这些 EpiPC 迁移到心脏的中层,发育成心肌细胞。
“我们在这里展示了催产素,一种神经肽,也被称为爱情激素,能够激活斑马鱼和人类细胞培养物中受伤心脏的心脏修复机制,为人类心脏再生的潜在新疗法打开大门,”主要作者 Aitor Aguirre 博士在一篇陈述。
但这只在斑马鱼中发现吗?
嗯,不是。研究小组继续研究人体组织体外。他们测试了 15 种不同的神经激素,发现只有催产素能够刺激诱导性多能干细胞 (hIPSC) 培养物变成 EpiPC。这种刺激以基础速率的两倍发生,事实上,比任何其他已知的刺激小鼠 EpiPC 产生的分子都要强得多。
当催产素受体被敲除时,EpiPC 无法在培养物中被激活再生。该团队还表明,在已知调节细胞迁移、生长和分化的通路中,EpiPC 和催产素的刺激之间存在联系。
“这些结果表明,催产素刺激 EpiPC 生成很可能在人类中在很大程度上得到了进化保留。催产素因其他原因而广泛用于临床,因此重新用于心脏损伤后的患者并非遥不可及。即使心脏再生只是部分,对患者的好处也可能是巨大的,”阿吉雷补充道。
“接下来,我们需要研究心脏损伤后人类的催产素。催产素本身在血液循环中寿命很短,因此其对人类的作用可能会因此受到阻碍。专门设计的半衰期更长或效力更强的药物可能在这种情况下有用。总的来说,动物临床前试验和人类临床试验是向前迈进的必要条件,”阿吉雷总结道。
该研究发表于细胞和发育生物学前沿。