蒙古药Eerdun-Wurile通过调控mvda促进斑马鱼心肌再生的机制研究

【字体: 时间:2025年06月07日 来源:Cell Regeneration 4

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  为解决心肌梗死(MI)后心肌再生难题,包头医学院团队以斑马鱼心室消融模型为研究对象,探讨蒙古药Eerdun-Wurile(EW)通过上调mevalonate diphosphate decarboxylase a(mvda)促进心肌细胞增殖、改善心功能的机制。研究发现EW显著恢复心脏收缩功能(EF 34% vs MTZ组26%),并揭示MVDA在代谢重编程中的核心作用,为心血管疾病治疗提供新靶点。

  

心血管疾病是全球死亡的首要原因,其中心肌梗死(MI)导致的不可逆心肌损伤尤为棘手。尽管现有治疗手段能缓解症状,但无法实现心肌细胞(CMs)的实质性再生。有趣的是,斑马鱼具有与人类相似的心脏结构,却拥有强大的心肌再生能力,这使其成为研究心脏修复的理想模型。而传统蒙古药Eerdun-Wurile(EW)虽在神经系统疾病中展现疗效,其对心脏再生的作用仍是未解之谜。

包头医学院联合内蒙古缺氧转化医学重点实验室的研究团队,在《Cell Regeneration》发表的研究中,首次揭示EW通过调控mvda基因促进斑马鱼心肌再生的分子机制。研究采用斑马鱼心室特异性硝基还原酶(NTR)消融系统构建损伤模型,结合活体成像、转录组测序、基因敲降(MO)和过表达等技术,发现EW治疗可显著提升心肌细胞增殖率(pH3+
细胞增加2倍),恢复心脏射血分数(EF)至34%,并证实MVDA是介导这一过程的关键靶点。

主要技术方法
研究使用Tg(vmhc:mCherry-NTR)转基因斑马鱼,通过甲硝唑(MTZ)诱导心室消融建立损伤模型;采用25 μg/mL EW进行干预,通过共聚焦显微镜动态监测心脏形态;利用TUNEL染色和pH3免疫荧光分别评估细胞凋亡与增殖;结合RNA-seq筛选差异基因mvda,并通过MO敲降和Tol2系统过表达验证其功能;采用行为学分析和心室直径测量(LVIDd/LVIDs)量化心功能改善。

EW促进心肌损伤修复
通过连续96小时观察发现,EW治疗组72 hpt(小时处理后)心室再生率较MTZ组提高50%(P<0.01),并显著缓解心包水肿(图2M-N)。活体成像显示,EW能恢复损伤导致的心率异常(图4C),运动距离从MTZ组的2 mm增至15 mm(图4J)。

调控细胞增殖与凋亡
pH3染色显示EW使增殖心肌细胞在72 hpt增加3倍(P<0.01,图3H),同时TUNEL+
凋亡细胞减少60%(图3D)。这表明EW通过双重机制——既促进新生又抑制死亡——推动再生。

代谢重编程的关键角色
RNA-seq发现mvda在MTZ组表达下调,而EW使其恢复至基线水平(图5F)。KEGG分析提示MVDA可能通过类固醇合成(ko00100)和萜类骨架代谢(ko00900)通路发挥作用。值得注意的是,心肌特异性过表达mvda即使无EW干预,也能使再生率提升40%(图6H),且心功能参数(FS 14%)接近正常组。

讨论与意义
该研究首次将传统药物EW与现代再生医学相结合,阐明其通过MVDA介导代谢重编程促进心肌再生的机制。MVDA作为甲羟戊酸途径的关键酶,可能通过调控异戊二烯代谢物影响细胞周期再进入——这一发现为开发靶向代谢的心肌修复策略提供新思路。值得注意的是,EW在哺乳动物中的转化应用仍需验证,但其在斑马鱼中展现的剂量依赖性效应(50 μg/mL致毒,25 μg/mL有效)为后续临床前研究奠定基础。

这项研究的突破性在于:① 确立EW-mvda轴是跨物种保守的心肌修复通路;② 揭示代谢干预可克服成年心肌细胞增殖障碍;③ 为MI治疗提供兼具传统医学智慧与现代分子靶点的双轨策略。未来研究可进一步解析EW中29种成分的协同作用,并探索MVDA激活剂在哺乳动物模型中的疗效。

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