肌球蛋白抑制通过SIRT1-NFAT介导的H3K9me3修饰增强心肌细胞周期活性

针对成年哺乳动物心肌细胞再生能力有限的问题，研究人员通过抑制肌球蛋白（Myosin）发现其可增强心肌细胞周期活性但伴随胞质分裂失败。研究揭示了SIRT1-NFAT信号轴通过调控H3K9me3表观遗传修饰抑制细胞周期负调控因子表达的新机制，为心脏再生医学提供了潜在靶点。

　　

成年哺乳动物心脏再生能力受限的核心问题在于心肌细胞退出细胞周期，而收缩功能与增殖能力的矛盾始终是研究难点。既往研究表明，肌节结构的成熟化与心肌细胞增殖能力丧失密切相关，但具体分子机制尚未阐明。同济大学的研究团队在《European Journal of Cell Biology》发表的研究中，创新性地利用肌球蛋白II抑制剂Blebbistatin（Blebb）建立体外模型，发现肌节收缩抑制可激活心肌细胞周期但阻滞胞质分裂，并通过多组学分析揭示了SIRT1-NFATc3-H3K9me3这一全新的机械信号转导通路。

研究主要采用新生大鼠心室肌细胞（NRVCs）和成年小鼠心肌细胞分离培养技术，结合免疫荧光染色、流式细胞周期分析、染色质免疫沉淀测序（ChIP-Seq）和RNA测序（RNA-Seq）等关键技术。通过药理学干预（Chaetocin、EX527等）和分子互作实验（Co-IP），系统解析了从肌节结构到表观遗传修饰的级联调控机制。

3.1 Blebbistatin诱导心肌细胞周期活性和双核化

研究发现Blebb处理显著降低α-辅肌动蛋白（α-Actinin）标记的肌节纹理，同时通过EdU掺入和pHH3染色证实细胞周期活性增强，但Aurora B标记的胞质分裂沟减少。流式细胞术显示G1期细胞比例下降，S/G2/M期比例上升，并伴随双核细胞增加，提示肌球蛋白抑制特异性促进周期进程但干扰胞质分裂。

3.2 H3K9me3修饰驱动细胞周期活性

组蛋白修饰筛查发现H3K9me3是唯一显著上调的修饰。甲基转移酶抑制剂Chaetocin可阻断Blebb诱导的H3K9me3升高及EdU掺入增加，证实该修饰对周期激活的必要性。值得注意的是，单核心肌细胞对Blebb的H3K9me3响应更强，提示细胞状态依赖性调控。

3.3 H3K9me3富集于增殖负调控因子

ChIP-Seq显示Blebb处理后H3K9me3峰值增加且多位于启动子区。RNA-Seq与GSEA分析揭示NFAT结合基序在修饰上调区域显著富集，且Cdkn2b、Btg2等周期抑制因子表达受H3K9me3-NFAT轴调控。

3.4 SIRT1核转位介导表观遗传重编程

关键发现是SIRT1从肌节Z线解离并核转位，与NFATc3直接互作。钙离子载体Ionomycin可逆转Blebb效应，而SIRT1抑制剂EX527能阻断H3K9me3上调和周期激活，证实SIRT1去乙酰化酶活性的核心作用。

该研究首次构建了"肌节收缩-SIRT1核转位-NFATc3-H3K9me3"的机械信号转导通路，阐明心肌细胞通过表观遗传修饰协调收缩与增殖的分子逻辑。特别值得注意的是，SIRT1在Z线的定位为肌节作为机械信号枢纽提供了新证据。尽管Blebb的全身应用受限，但靶向SIRT1-NFATc3轴或可成为增强心肌再生同时维持心脏功能的策略。研究为理解心脏发育与再生中的机械-表观遗传对话提供了范式，也为开发基于表观调控的心脏修复疗法奠定理论基础。