同一心脏中的个体细胞对高血压的应对方式不同

根据东京大学心脏病专家和计算生物学家的人体细胞和小鼠研究，同一心脏中的个体细胞对高血压的应对方式不同。这是研究人员首次发现失败的心肌细胞与适应高血压的心肌细胞之间的明显差异。世界卫生组织表示，心血管疾病是全球死亡的首要原因。高血压会导致心力衰竭，但发生这种情况的潜在机制尚不清楚。

在这项新研究中，适应高血压的细胞总体上比健康细胞更厚。这些较厚的细胞需要更多的能量，但可以保持心脏跳动。无法适应的细胞变得伸展和变弱，就像一个破旧的松紧带，并且可以收缩以保持血液流动。项目助理教授Seitaro Nomura，研究生院的心脏病专家和高级科学技术研究中心的博士后研究员，是该研究论文的第一作者。

“这些结果首先表明一些细胞失败，其他细胞适应同一心脏内的高血压。我对基因的活性增加非常感兴趣，这对于在细胞内制造能量非常重要，”野村说。科学家们确定了多组基因在细胞应对高血压时活动增加或减少，但重点关注一种叫做p53的基因。在衰竭的细胞中，p53表现出增加的活性。研究人员怀疑p53将细胞送入失败或适应压力增加的道路。这种基因是癌症研究人员熟悉的，可以应对DNA损伤并维持细胞生长和分裂。

野村和其他研究人员检查了来自少数小鼠和人类心脏手术患者的数百个细胞的基因活性。识别单个细胞的基因活性，而不是平均许多细胞的基因活性，被称为单细胞转录组分析，并且可以揭示来自同一个体的细胞之间的差异。东京大学实验室正在进行的高级科学技术研究中心的Hiroyuki Aburatani教授和医学研究生院的Issei Komuro教授的研究将继续研究将p53连接到心脏细胞衰竭或适应途径的细胞信号高压。

“科学家已经知道如何将成体细胞重新编程为诱导多能干(iPS)细胞，”野村说，他指的是2012年诺贝尔奖获奖研究，该研究使成年细胞能够恢复到不成熟的状态。“这让我有信心，最终，我们可能会找到一种方法将失败的心脏细胞重新编程为自适应心脏细胞，”野村说。未来的心脏病专家可能能够诱导细胞适应高血压，狭窄的主动脉或心脏病的高压，并预防心力衰竭。

“将计算分析与实验医学技术相结合，可以扩展我们的知识，改善实验室从台到患者的床边研究过程，”野村说。