敲除心肌细胞中的 MIAT：对抗心脏缺血损伤的新希望？

为明确 MIAT 在心肌梗死（MI）和心力衰竭（HF）中的作用及来源，印第安纳大学研究人员开展心肌细胞特异性 MIAT 敲除小鼠相关研究。结果发现敲除它可保护心脏免受缺血损伤，该成果为心脏疾病治疗提供新思路，值得科研读者一读。

　　

在我们的身体里，心脏就像一台不知疲倦的 “超级泵”，日日夜夜为身体输送着血液。然而，当心肌梗死（MI，一种严重的心脏疾病，会导致心肌细胞受损甚至死亡）发生时，这台 “超级泵” 就会出现各种问题。在心肌梗死之后，心脏会经历一系列变化，比如心脏的结构会发生改变，心肌细胞会出现凋亡（细胞程序性死亡），心脏组织也会出现纤维化（组织变硬、变厚），这些变化最终可能导致心力衰竭（HF，心脏无法有效地泵血，影响身体正常功能）。

为什么会这样呢？科学家们发现，在这一系列复杂的变化背后，有一个 “神秘分子” 在悄悄发挥作用，它就是心肌梗死相关转录本（MIAT），一种长链非编码 RNA（lncRNA，一类不编码蛋白质，但在细胞功能调控中起着重要作用的 RNA 分子）。之前的研究已经表明，MIAT 在心脏疾病中有着重要的地位，它在心肌梗死、心脏肥大等多种心脏疾病的小鼠模型中表达都会上调。而且，全身性敲除 MIAT 能够改善心脏功能，减轻心脏损伤、细胞凋亡和纤维化。但是，这里面还有很多谜团没有解开。比如说，MIAT 到底来自哪里？它在心肌梗死和心力衰竭中具体是怎么发挥作用的？特别是，MIAT 在心肌细胞（CM，心脏的主要组成细胞）中到底扮演着什么样的角色，这一点还不清楚。

为了揭开这些谜团，来自印第安纳大学的研究人员在《Cell Death & Disease》期刊上发表了一篇名为 “Cardiomyocyte-specific deletion of long noncoding RNA MIAT protects against ischemic heart injury” 的论文。他们通过研究发现，特异性敲除心肌细胞中的 MIAT 能够保护小鼠心脏免受缺血损伤。这一发现意义重大，它就像是在黑暗中为研究心脏疾病的治疗点亮了一盏明灯，为未来治疗心脏疾病提供了新的思路和潜在的治疗靶点。

那么，研究人员是怎么开展这项研究的呢？他们用到了几个关键技术方法。首先是构建基因工程小鼠模型，通过复杂的基因编辑操作，培育出了心肌细胞特异性 MIAT 条件性敲除（cKO）小鼠；其次，运用了定量逆转录聚合酶链反应（qRT-PCR）技术，来检测相关基因和 RNA 的表达水平；另外，还使用了组织学染色技术，比如 Masson 三色染色，来观察心脏组织的纤维化情况。

下面我们来看看具体的研究结果。

MIAT 选择性在心肌细胞中加剧心肌梗死后的心功能障碍

研究人员早就发现，MIAT 在心肌梗死小鼠的心肌细胞中表达会上调，而且在一些外界刺激（如血管紧张素 II、异丙肾上腺素、高糖或缺氧 / 复氧）下，心肌细胞中的 MIAT 表达也会增加。但是，心肌细胞来源的 MIAT 在体内到底有什么作用，一直没有明确答案。于是，研究人员培育出了一种新的心肌细胞特异性 MIAT 条件性敲除小鼠。他们发现，这种敲除小鼠的左心室中 MIAT 的表达显著下降，同时，MIAT 的一个已知心脏靶点 miR-150-5p 的表达上调，而 miR-150-5p 的一个已知直接靶点、促凋亡和促纤维化标记物 Sprr1a 的表达则下调。

接着，研究人员让 8 - 16 周大的小鼠经历心肌梗死，然后评估四组小鼠（假手术组和心肌梗死组的 MIAT^fl/fl小鼠以及假手术组和心肌梗死组的 MIAT cKO 小鼠）心肌梗死后的心脏功能。结果发现，心肌细胞特异性 MIAT 敲除小鼠在基线时心脏功能正常，但是在经历心肌梗死后，它们的心脏功能改善明显。在心肌梗死后 1 周，这些敲除小鼠的射血分数（EF）和缩短分数（FS）增加，而收缩末期容积（ESV）和左心室内径（LVIDs）减小；到了 2 周，这种改善仍然持续；到 4 周时，心脏功能进一步改善，EF、FS 显著增加，舒张末期容积（EDV）、ESV、左心室舒张内径（LVIDd）和 LVIDs 都显著减小。相反，MIAT^fl/fl对照组小鼠在心肌梗死后各个时间点的心脏功能都明显受损。这说明，心肌细胞特异性敲除 MIAT 能够改善小鼠心肌梗死后的心脏功能。

心肌细胞特异性 MIAT 缺失减轻慢性心肌梗死后的心脏损伤和细胞凋亡

之前的研究表明，全身性 MIAT 敲除的小鼠心脏在慢性心肌梗死期间，心脏损伤、细胞凋亡和纤维化都明显减少。那么，特异性敲除心肌细胞中的 MIAT 是否也能带来有益的心脏重塑呢？研究人员利用心肌细胞特异性 MIAT cKO 小鼠进行了研究。

他们对心肌梗死后 4 周的小鼠心脏进行组织学分析，发现心肌细胞特异性 MIAT cKO 小鼠的心脏结构比 MIAT^fl/fl心肌梗死小鼠的心脏结构更小、更有序。同时，心力衰竭标记物（如 Nppa、Nppb 和 Myh7）的 mRNA 水平在心肌细胞特异性 MIAT cKO 小鼠的心脏中显著降低，促炎因子 Il-1b 的表达也减少了。

研究人员还用 cleaved-caspase 3 染色来检测心脏中的细胞凋亡情况，结果发现心肌细胞特异性 MIAT cKO 小鼠心脏中 cleaved caspase 3 阳性细胞的数量明显少于 MIAT^fl/fl小鼠的心脏。而且，促凋亡基因 p53 和 Bak1 的表达在心肌细胞特异性 MIAT cKO 小鼠的心脏中也降低了。这些结果表明，心肌细胞来源的 MIAT 在小鼠心肌梗死中通过调节细胞凋亡和心肌梗死后的重塑发挥着有害作用。

心肌细胞特异性 MIAT 缺失减少慢性心肌梗死后的心脏纤维化

在心脏重塑过程中，成纤维细胞和心肌细胞之间的相互作用起着关键作用，心肌细胞被认为与促进心脏纤维化有关。研究人员采用 Masson 三色染色来评估心肌梗死后 4 周小鼠心脏的纤维化区域，发现 MIAT^fl/fl小鼠的心脏有大片的纤维化区域，而心肌细胞特异性 MIAT cKO 小鼠的心脏纤维化区域则明显较小。同时，纤维化标记物 Col3a1、Col6a1、Postn 和 Snail1 的 mRNA 水平在心肌细胞特异性 MIAT cKO 小鼠的心脏中显著下调。这表明，选择性敲低心肌细胞中的 MIAT 足以减轻缺血后心脏结构和功能重塑过程中的病理变化，心肌细胞表达的 MIAT 在病理重塑过程中对于心肌细胞 - 成纤维细胞的相互作用是必需的。

综合研究结果和讨论部分来看，这项研究明确了心肌细胞表达的 MIAT 是缺血性损伤（包括心功能障碍和重塑）的关键介质。心肌细胞特异性 MIAT cKO 小鼠对心肌梗死的敏感性更低，表现为心脏损伤、细胞凋亡和纤维化减少，左心室功能改善。从机制上来说，缺血心脏中缺乏 MIAT 的心肌细胞，其心力衰竭相关基因、促凋亡基因和促纤维化基因的表达显著降低。这一研究不仅支持了之前在全身性 MIAT 敲除小鼠中的研究结果，还揭示了 MIAT 在心肌细胞中的特定作用。

此外，循环中的 MIAT 被认为是心力衰竭的一个优越生物标志物，而且研究人员之前发现 HOXA4 是 MIAT 在缺血性心脏中不良作用的关键靶点。基于这些发现，心肌梗死后患者循环中 MIAT 的水平可以用来指导当前和未来的靶向治疗选择。不过，这项研究也存在一些局限性。比如，虽然研究表明心肌细胞中 MIAT 的表达是心肌梗死的必要和充分介质，但其他细胞类型来源的 MIAT 在这一病理过程中可能也有重要作用，而且心肌细胞来源的 MIAT 调节心脏病理的具体功能下游靶点还不清楚。另外，还需要在更早的时间点进行更多的研究，并且可以利用诱导型 cKO 小鼠模型和其他体内损伤模型来进一步验证研究结果。

尽管存在这些不足，这项研究仍然为心脏疾病的研究和治疗开辟了新的道路。它让我们更加深入地了解了 MIAT 在心脏疾病中的作用机制，为未来开发针对心肌梗死和心力衰竭的新治疗策略提供了重要的理论基础。如果未来能够针对 MIAT 开发出有效的治疗方法，比如使用反义寡核苷酸敲低 MIAT 水平，或许就能为那些深受心脏疾病困扰的患者带来新的希望。