心肌梗死是一类常见的心血管疾病，冠状动脉阻塞引起的梗死区持续性缺血缺氧从而导致大量心肌细胞的坏死是心梗后心脏衰竭的主要原因。传统药物治疗、血管介入成形术和外科冠脉旁路移植术等方法虽然明显提高了缺血性心脏病（如心肌梗死）患者的生存率和生活质量，但对心肌细胞的再生作用非常有限。如何通过促进内源性心肌细胞的增殖分裂从而促进心脏损伤后修复是心脏再生领域的关键科学问题。

       2020年12月1日，浙江大学医学院附属第二医院、转化医学研究院陈静海课题组 在Circulation杂志发表题为“Loss of Phosphatase and Tensin Homolog Promotes Cardiomyocyte Proliferation and Cardiac Repair After Myocardial Infarction”的研究论文[1]，揭示了抑制PTEN促进心梗死后心肌细胞的增殖与修复并保护了心梗后的心脏功能。

        2013年,陈静海研究员利用小鼠遗传模型研究发现 microRNA家族中 miR-17-92基因簇显著促进小鼠在胚胎期、围产期以及成年后心肌细胞增殖再生，并能够有效的改善心梗后心脏功能（2013, Circulation Research）[2]。但miR-17-92基因簇共转录出6个成员（miR-17, miR-18, miR-19a,miR-19b , miR-20 和 miR-92），研究团队在2019年后续证明 miR-19a/19b是miR-17-92基因簇中促进心肌增殖再生的关键家族成员（2019, Nature Communications）[3]。

       在这些研究中均发现，无论是miR-17-92基因簇还是miR-19a/19b，其促进心肌增殖再生并改善心梗后心脏功能的作用很可能都是通过抑制其靶基因Pten进而实现的。故此推测心肌细胞特异性敲除Pten基因或抑制PTEN通路可能促进心肌细胞增殖再生，并改善心梗后鼠的心脏功能。

       研究人员通过冠状动脉左前降支永久结扎实现心肌特异Pten基因敲除小鼠及对照组小鼠急性心肌梗死造模。在小鼠心梗术后通过心脏超声技术连续跟踪小鼠心脏功能，发现自心梗手术两周后Pten敲除组小鼠相比于对照组小鼠呈现持续性心功能保护现象，并显著降低了心脏纤维化损伤。各项表征细胞增殖的指标（EdU，pH3, Aurora B）均显示敲除Pten基因可显著提高心梗小鼠心肌细胞的增殖水平。

图1:EdU标记心梗小鼠的增殖心肌细胞数

       此外，研究人员还通过遗传谱系示踪技术追踪Pten基因心肌特异性敲除小鼠心肌细胞的谱系命运，同样证实了Pten基因敲除后小鼠心肌细胞发生增殖分裂事件得到显著提高。

图2:遗传谱系示踪技术标记增殖心肌细胞数

       研究人员通过进一步的全转录组学大数据富集分析，发现心肌特异敲除Pten基因还显著提高了心梗后心脏的收缩能力，以及多条能量代谢相关通路的基因表达水平，且降低了炎症及细胞外基质等通路相关基因的表达水平。

图3:转录组学差异表达基因富集结果图

       考虑到Pten基因缺失作为心梗后心衰治疗潜在靶点在临床应用的转化潜力，研究人员在小鼠心梗后给予PTEN特异性蛋白活性抑制剂（VO-OHpic）, 同样显著促进了心肌细胞的增殖再生，并改善了术后小鼠的心脏功能，减少了纤维化损伤面积，表明该研究具有较高的临床转化价值。

       此项研究工作中，浙江大学转化医学研究院陈静海团队博士生梁甜，博士后高峰以及浙江大学医学院附属第二医院心内科蒋峻教授为论文共同第一作者。浙江大学转化医学研究院陈静海研究员，哈佛大学医学院波士顿儿童医院Da-Zhi Wang教授，浙江大学医学院附属第二医院王建安教授为论文共同通讯作者。

       该项研究工作得到了浙江省心血管病重点实验室的大力支持，以及国家自然科学基金、国家重点研发计划子项目、浙江省自然科学基金重点项目，浙江大学转化医学院种子基金等项目的资助。

原文链接：https://www.ahajournals.org/doi/10.1161/CIRCULATIONAHA.120.046372

参考文献

[1] Tian Liang*, Feng Gao*, Jun Jiang*, Yaowei Lu, Feng Zhang, Yingchao Wang, Ning Liu, Xuyang Fu, Xiaoxuan Dong, Jianqiu Pei, Douglas B. Cowan, Xinyang Hu, Jian’an Wang#, Da-Zhi Wang#, Jinghai Chen#. Loss of Pten promotes cardiomyocyte proliferation and cardiac repair following myocardial infarction. Circulation, 2020,142:2196-2199.

 [2] Chen, J., Huang, Z.-P., Seok, H.Y., Ding, J., Kataoka, M., Zhang, Z., Hu, X., Wang, G., Lin, Z., Wang, S., et al. (2013). mir-17-92 Cluster Is Required for and Sufficient to Induce Cardiomyocyte Proliferation in Postnatal and Adult Hearts. Circulation Research 112(12):1557-1566.

[3] Gao, F., Kataoka, M., Liu, N., Liang, T., Huang, Z.-P., Gu, F., Ding, J., Liu, J., Zhang, F., Ma, Q., Yingchao Wang, Mingming Zhang, Xiaoyun Hu, Jan Kyselovic, Xinyang Hu, William T. Pu, Jian’an Wang, Jinghai Chen#, Da-Zhi Wang#.(2019). Therapeutic role of miR-19a/19b in cardiac regeneration and protection from myocardial infarction. Nature Communications 10,1-15.