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人类的心脏可能是被病毒搞大的?斯坦福科学家《细胞》子刊新发现
  • 发布时间:2020-09-20
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    字面意义上的“心变大”,在健康人类身上并不是一蹴而就的过程。不过,人类和大猩猩等大型灵长动物在演化过程中,心脏尺寸的确发生了“格林奇式”的转变,相比最初的小型哺乳动物,增加了好几倍。一般认为,更大的心脏增加了血液供应能力,从而一定程度上成就了我们如今相对较大的体型。

    最近,斯坦福大学医学院的Kitchener Wilson博士与其心血管研究所所长吴庆明(Joseph Wu)教授等科学家合作,揭示了促进心脏变大的一个因素:竟然是默默藏身于我们基因组里的病毒序列。

    这些病毒片段来自古老的病毒感染。几千万年,某些逆转录病毒感染了我们的猿类祖先,并把自己的遗传物质插入了宿主的基因组,一直流传下来,被称为内源性逆转录病毒。

    多年来人们认为,DNA里混进来的这些古老搭车客对宿主细胞的发育或功能并无影响。但最近,科学家们开始意识到,其中某些序列对邻近基因的表达很重要,特别是在发育细胞或癌细胞中。

    让这支研究团队感兴趣的,是内源性逆转录病毒衍生的一种长链非编码RNA序列,被称为BANCR。除了出现在某些癌症中,BANCR仅仅在人类等少数几种大型灵长动物发育中的心肌细胞里活跃。

    心肌细胞是难以再生的心脏细胞,它们的协调收缩导致了心脏跳动。而BANCR特别存在于胎儿心肌细胞中这一事实表明,它对心脏发育十分重要。

    “我们利用诱导多能干细胞技术,研究了BANCR表达在人类、大猩猩、黑猩猩和猕猴的胚胎心肌细胞中的影响,发现它会有助于发育中的心肌细胞进行迁移。” Wilson博士说。

    一些有趣的迹象表明,BANCR对心肌细胞迁移的作用会影响心脏大小。

    啮齿类动物体内没有BANCR。而研究人员在胚胎小鼠中人工导入BANCR以后,动物发育出的心脏拥有大于正常尺寸的左心室。对大鼠心脏注射一种表达BANCR的病毒,在特定实验条件下,同样导致了心脏的扩张。这些结果进一步表明,BANCR具有促进心脏增大的作用。

    此外,研究人员发现有一种叫扩张型心肌病的儿童罕见病,患者心脏异常大而且功能差,表达的BANCR则高于正常水平。这种疾病可能危及生命。研究者谨慎地期望,他们的发现或能应用于未来的可能疗法。

    “如今我们有一些证据表明,这种逆转录病毒序列特异地影响了心脏的大小和功能。”Wilson博士总结说,“我们看到,灵长类祖先身上发生了古老的病毒感染,后来所有携带这些序列的灵长动物都有了更大的心脏。”

    事实上,我们体内的这类病毒“化石”并不罕见,人类基因组的8%~10%由内源性逆转录病毒组成,是实际编码蛋白质的基因的四五倍。越来越多的证据显示,这些古老病毒感染的残留物可能参与了癌症、精神分裂、多发性硬化等诸多疾病的发生,而它们看来还改变了人类演化的进程,如今从人类胚胎成形之处就开始影响我们。

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