刚过去的2017年,也是外泌体研究热度持续升温的一年,在多个领域均涌现了重大的研究进展。近日,SCI世界著名药理及药学核心期刊ActaPharmacologica Sinica(《中国药理学报》)一篇《Exosomes from Suxiao Jiuxin pill-treated cardiac mesenchymal stem cells decrease H3K27 demethylase UTX expression in mouse cardiomyocytes in vitro》(速效救心丸干预心脏间充质干细胞分泌的外泌体可降低体外培养的小鼠心肌细胞中H3K27去甲基化酶 UTX的表达水平)的研究发现,速效救心丸可促进心肌细胞增殖。
传统观点认为,心脏是末端分化,且增殖能力有限,只有极少数幼稚的单核心肌细胞有增殖可能。因此,心肌梗塞患者很容易出现左心室重构和心力衰竭。目前的药物、介入支架、冠脉搭桥手术等临床治疗手段在一定程度上延缓了疾病的发生,但并不能逆转疾病的进展。而最近的一项研究表明,成熟的成年心肌细胞(ACMs)可以重新进入细胞周期,通过梗死边界区的去分化、增殖和再分化(DPR)过程生成新的心肌细胞。这一新理论为损伤心脏的修复提供了一种有希望的解决方法。
干细胞治疗可以改善心肌梗死动物模型的心功能,临床上可改善患者的缺血性心肌病。心脏间充质干细胞(C-MSCs)是心脏来源的间充质干细胞。本研究发现,速效救心丸可以通过调控心脏间充质干细胞衍生的外泌体,从而调控HL-1(小鼠细胞系)心肌细胞中H3K27me3(组蛋白H3上的Lys27的三甲基化)(一种心肌细胞转录抑制的关键表观遗传染色质标志物)的水平,进而促进心肌细胞增殖。这种作用的主要机制可能与去甲基化酶UTX(赖氨酸特异性去甲基酶6A)表达的下调有关。这种促进心肌细胞增殖的策略可能有助于改善心肌修复。
速效救心丸的主要成分为川芎和冰片。本研究还发现,川芎中的川芎嗪处理的C-MSC衍生的外泌体和冰片处理的C-MSC衍生的外泌体的效果与速效救心丸处理的C-MSC衍生的外泌体相似。这些结果提示,速效救心丸中的主要成分在调控C-MSC衍生的外泌体的功能从而引起受体心肌细胞表观遗传染色质重塑方面的效果是相同的。但速效救心丸处理的C-MSC衍生的外泌体效果更好,验证了中医基础理论上的协同效应。
速效救心丸对血管功能有多种有益作用,广泛用于心脏病的治疗。本项研究结果证实了速效救心丸的新功能,阐明了速效救心丸可以调控C-MSC(心脏间充质干细胞)衍生的外泌体功能以下调去甲基化酶UTX(赖氨酸特异性去甲基酶6A)的表达,从而提高受体心肌细胞中H3K27me3(组蛋白H3上的Lys27的三甲基化)的水平,进而促进心肌细胞增殖。这一发现拓宽了目前我们对于速效救心丸治疗缺血性心脏病分子机制的理解,并且首次强调了干细胞衍生的外泌体对受体细胞表观遗传染色质的重塑作用。本研究在心血管中成药领域具有前沿性,应该作为未来一个重要的发展方向,也希望能拓展中成药药物研究的新视野。
Authors: Xiao-fen RUAN1,2,3,4,5, Yong-jun LI2,3, Cheng-wei JU2,3, Yan SHEN3, Wei LEI4, Can CHEN4, Yang LI3, Hong YU5, Yu-tao LIU3, Ilman KIM3, Xiao-long WANG1, Neal L WEINTRAUB3, Yaoliang TANG3
1 Cardiovascular Department, Cardiovascular Research Institute of Traditional Chinese Medicine, Shuguang Hospital of Shanghai University of Traditional Chinese Medicine, Shanghai 201203, China
2 Department of Cardiology, Zhongda Hospital, Medical School of Southeast University, Nanjing 210009, China
3 Medical College of Georgia, Augusta University, Augusta, GA, USA
4 Laboratory of Cardiovascular Diseases, Guangdong Medical University, Zhanjiang 524023, China
5 Department of Cardiology, Second Affiliated Hospital, College of Medicine, Zhejiang University, Hangzhou 310009, China