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再生心肌细胞中Meis1 的辅助因子的使用（三）

2021.3.01

■ DiKO 小鼠中的心脏再生

那么成年小鼠心脏中条件性诱导的 Meis1 和 Hoxb13 缺失是否能促进心肌细胞重新进入分裂周期呢？首先，观察发现 DiKO 小鼠的心脏体重比变大，注射 Tamoxifen 后，心肌细胞横截面积减少了约 30％，并且观察心肌细胞的数量与有丝分裂发现，Meis1-Hoxb13 特异性缺失会诱导成年小鼠心室心肌细胞增殖。

为了检测心肌细胞增殖水平增加是否有助于成年心脏的修复，对 DiKO 小鼠进行 MI 干预，结果表明，Meis1 和 Hoxb13 的缺失诱导心肌细胞增殖，可以改善 MI 后的左心室收缩功能。

图 5. DiKO 小鼠的左心室收缩功能改善

另外，Meis1 和 Hoxb13 的体内靶标鉴定发现了三组不同的基因：分别是同时靶标 Meis1 和 Hoxb13 的 272 个基因，1,647 个仅靶标 Meis1 的基因和 1,326 个仅靶标 Hoxb13 的基因。通路分析证明，Meis1 和 Hoxb13 协同调节心肌细胞的分化和细胞周期。

■ Calcineurin 调节 Hoxb13

蛋白免疫印迹 (WB) / 免疫共沉淀 (Co-IP) 结果显示 (蛋白提取过程中别忘了使用蛋白酶和磷酸酶抑制剂来保护它们哟，戳一戳，MCE 官网直接可申请蛋白酶抑制剂、磷酸酶抑制剂 Cocktail 试用装哦！) ，与 Meis1 和 Hoxb13 相似，P7 时钙调神经磷酸酶的催化亚基 CnA 的蛋白水平升高，并且这三种蛋白相互作用。扫描 Calcineurin 对接基序结果表明，Calcineurin 与 Hoxb13 直接相互作用，并可能将它去磷酸化。进一步地，他们找到了作用位点 S204，Calcineurin 依赖性的 Hoxb13^S204 去磷酸化作用促进了Hoxb13 的核转运，并促进了细胞周期的阻滞。

图 6. CnA 在 P7 天的表达量升高

■ Calcineurin 调控心肌细胞增殖

先前有报道表明，心肌细胞中 CnA 的过度表达会导致严重的病理性肥大。一致的，Sadek 研究团队也证明了强制表达激活的 Calcineurin 会导致心肌细胞增生过早转变为心肌细胞肥大，而抑制 Calcineurin 则延长了心肌细胞的增殖期。

图 7. CnA-Tg 心脏显示 LVEF 明显降低，

并伴有明显的疤痕

【CnA-Tg：Ppp3ca (编码 CnA) 基因持续活跃表达；Rcan1-Tg：Rcan1 (表达内源性 Calcineurin 抑制物) 基因持续活跃】

结论

研究确定了 Hoxb13 是心肌细胞分化和增殖的重要调节因子，证明了 Meis1 和 Hoxb13 协同调节心肌细胞成熟和细胞周期，并且发现了 Calcineurin 在调控中重要的作用，靶向 Calcineurin-Hoxb13 轴可能有助于治愈心脏损伤。

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Voclosporin	钙调神经磷酸酶 (Calcineurin; PP2B) 抑制剂。
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Protease Inhibitor Cocktail, mini-Tablet
Phosphatase Inhibitor Cocktail I	磷酸酶抑制剂 Cocktail I/ II/ III 广谱性抑制酸性磷酸酶、碱性磷酸酶和蛋白酪氨酸磷酸酶 (PTPs)，用于维持蛋白的磷酸化状态。
Phosphatase Inhibitor Cocktail II
Phosphatase Inhibitor Cocktail III

缩写：
TALE：Three amino acid loop extension
Meis1：Myeloid ecotrophic insertion site 1
NFAT：Nuclear factor of activated T cells
CSA：Cardiomyocyte cross-sectional area
MI：Myocardial infarction
LVEF：Left-ventricle ejection fraction

原文阅读 ： Ngoc Uyen Nhi Nguyen, et al. A calcineurin-Hoxb13 axis regulates growth mode of mammalian cardiomyocytes. Nature. 2020 Jun; 582(7811): 271-276.

参考文献

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1. Ngoc Uyen Nhi Nguyen, et al. A calcineurin-Hoxb13 axis regulates growth mode of mammalian cardiomyocytes. Nature. 2020 Jun; 582(7811): 271-276.

2. Shalini A. Muralidhar, et al. Meis1 regulates postnatal cardiomyocyte cell cycle arrest. Nature volume 497, pages249–253(2013).
3. Satwat Hashmi, et al. Molecular switch model for cardiomyocyte proliferation. Cell Regen. 2019 Jun; 8(1): 12–20.
4. Jiqiang Yao, et al. The Homeobox gene, HOXB13, Regulates a Mitotic Protein-Kinase Interaction Network in Metastatic Prostate Cancers. Sci Rep. 2019 Jul 4; 9(1): 9715.
5. Hui-Bin Liu, et al. Calcineurin and electrical remodeling in pathologic cardiac hypertrophy. Trends Cardiovasc Med. 2010 Jul; 20(5): 148-53.
6. Benjamin J Wilkins, et al. Calcium-calcineurin signaling in the regulation of cardiac hypertrophy. Biochem Biophys Res Commun. 2004 Oct 1; 322(4): 1178-91.

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