促進心肌細胞更新是心臟再生和修復的主要治療方法。作者的研究旨在研究FGF10作為心臟再生潛在靶點的相關性。該結果首先揭示了心肌梗死后,Fgf10水平在受傷的心室中上調。經受 MI 的 Fgf10 表達降低的成年小鼠表現出心肌細胞增殖受損和心臟纖維化增強,導致心臟功能惡化和 MI 后重構。相比之下,MI 后條件性 Fgf10 過表達表明,通過增強心肌細胞增殖和防止促進疤痕的肌成纖維細胞活化,FGF10 可以保護心臟重塑和功能。
此外,FGF10激活了主要的再生途徑,包括Meis1表達水平的調節,Hippo信號通路和前糖酵解代謝開關。最后,作者證明了FGF10水平在衰竭的人類心臟中與纖維化減少和心肌細胞增殖增強相關。
缺血性心臟病是全球心血管疾病死亡的主要原因。心肌梗死的特點是心肌細胞大量丟失,伴有嚴重的纖維化瘢痕,并導致嚴重的心功能損害,最終導致充血性心力衰竭。在成年哺乳動物心臟中存在低但可檢測的心肌細胞增殖能力,這使再生醫學轉向新的治療策略。事實上,刺激最終分化的心肌細胞增殖是目前心臟再生的主要治療方法。
越來越多的證據表明,出生后不久哺乳動物心肌細胞更新潛力的喪失會導致再生能力的喪失,有力地支持了對胎兒心肌細胞增殖調控的詳細了解對于確定心臟再生目標至關重要的假設。心臟再生是一個復雜的過程,除了促進心肌細胞增殖外,防止成熟疤痕的形成也是必不可少的。有趣的是,最近研究低等脊椎動物內源性再生能力的證據表明,減少成纖維細胞向肌成纖維細胞的轉變可能導致更軟的疤痕組織,更順應心肌細胞的更新,更有利于再生。
最近,作者發現成纖維細胞生長因子FGF10信號通路在調節胎兒心肌細胞增殖中的作用。FGF10 是旁分泌 FGF 家族成員,已知在多個器官的發育中發揮重要作用。.Fgf10在早期胚胎的第二心場(SHF)心臟祖細胞中表達,但它對SHF的部署和隨后的心管伸長不是必需的。相反,在胎兒心臟中,FGF10通過涉及FOXO3轉錄因子磷酸化和隨后下調細胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑p27kip1表達的細胞型自主機制控制區化心肌細胞增殖。
因此,由于肺發育不全而在出生時死亡的無Fgf10胚胎顯示出心臟形態的改變。有趣的是,成年小鼠中強制 Fgf10 表達特異性地促進心肌細胞周期折返,這表明 FGF10 可能是改善心肌損傷后有限的先天再生能力的潛在目標。
在本研究中,作者使用了實驗性的心肌梗死(MI)小鼠模型以及Fgf10功能增加和喪失的小鼠模型,證明了Fgf10的上調促進心肌梗死后的心臟再生和修復。該結果表明,這種作用是通過提高心肌細胞增殖和減少纖維化介導的。此外,對移植失敗的人心臟中FGF10表達的分析顯示,FGF10水平升高、纖維化減少和心肌細胞增殖增強之間存在很強的相關性。這些實驗表明FGF10是一個潛在的臨床靶點,可以促進心臟修復和再生。

FGF10在人類衰竭心臟中的上調與心肌細胞增殖增加、心肌細胞大小減少和纖維化減少相關。
總之,該研究結果表明,FGF10可以保留心臟重塑和受損心臟的性能,有力地支持FGF10作為促進人類患者心臟再生和修復的臨床相關靶點。