[发明专利]激活心脏再生的组合物及其应用

说明书

技术领域

本申请涉及一种激活心脏再生的组合物及其应用。

背景技术

由于成人心脏再生能力极为有限，心脏损伤对人类的生命安全带来了极大的威胁。找到一种能够激活成人心脏再生能力的药物，以用于成人心脏损伤的治疗，成为科学界的一大任务。

发明内容

为了解决成人心脏再生能力差的问题，本发明提供一种能够激活心脏再生能力的组合物。

作为本发明的一个方面，涉及一种激活心脏再生的组合物，所述组合物含有Erk1/2磷酸化水平正向调节剂。本发明所称磷酸化水平正向调节剂，可以是一切能够直接或间接使得Erk1/2磷酸化水平升高的物质。

具体地，所述Erk1/2磷酸化水平正向调节剂可以是Mek1/2蛋白和/或Erk1/2去磷酸化的抑制剂。

具体地，所述Erk1/2去磷酸化的抑制剂可以是Dusp6的抑制剂。所述Dusp6的抑制剂可以是BCI、过氧化氢、Dusp6基因沉默剂和/或NOX家族蛋白。

所述激活心脏再生的组合物可以是过氧化氢缓释剂，所述激活心脏再生的组合物可以是BCI注射剂，在心脏损伤面的细胞被激活再生能力的过程中，过氧化氢和Dusp6蛋白均集中在心脏损伤面上，所以，所述过氧化氢及BCI可以通过注射等方式，直接施用于心脏损伤面上，释放出的过氧化氢或BCI激活心脏损伤面细胞的再生能力，从而实现心脏再生。

作为本发明的另一方面，还涉及Mek蛋白、Erk1/2去磷酸化的抑制剂、过氧化氢或NOX家族蛋白在制备激活心脏再生药物中的应用。所述Erk1/2去磷酸化的抑制剂可以是Dusp6的抑制剂。所述Dusp6的抑制剂可以是BCI、过氧化氢、和/或NOX家族蛋白。

所述Dusp6基因沉默剂可以是一切可以使得Dusp6基因沉默的物质，比如可以使Dusp6基因沉默的RNA片段。

作为本发明的第三个方面，还涉及心脏损伤的治疗方法，该方法包括通过对心脏损伤患者施加Erk1/2磷酸化水平正向调节剂的步骤。

本发明至少实现了如下有益效果：

本发明通过实验发现了一条能够激活心脏再生能力的信号通路，通过对于这条信号通路上的各个环节进行调节，既可以实现对心脏再生能力的激活。通过对心脏损伤面的操作，激活心脏的再生能力，可以实现对心脏损伤的有效治疗，降低死亡率。

具体实施方式

本发明所涉及的实验材料均可以通过商业途径或通过申请人获取。

成人心脏再生能力极为有限，而成年斑马鱼在心室切除20％后仍能够完美再生。目前斑马鱼心脏再生的细胞与分子机制仍不清楚。本发明首次发现Duox产生的过氧化氢可作为一个新的信号分子，作用于心外膜和心肌细胞，促进斑马鱼心脏再生。通过体外成像技术直接检测转基因斑马鱼心脏中过氧化氢指示蛋白Hyper以及化合物Redoxsensorcc-1的信号，可观察到损伤区域心外膜与邻近心肌有高浓度过氧化氢产生，最高浓度达30μM，与duox在损伤一个月内的表达时序性高度吻合。使用Duox抑制剂DPI及apocynin抑制过氧化氢生成，或过表达过氧化氢酶以清除高浓度过氧化氢，均可显著抑制心脏再生，表明过氧化氢为心脏再生过程所必需的信号分子。

在分子机制上，高浓度过氧化氢可降解Dusp6(一种氧化敏感性磷酸酶)，从而增加Erk1/2磷酸化水平(可被FGF、PDGF等生长因子激活的MAP激酶信号通路)。更加引人注目的是，Dusp6的小分子抑制剂BCI，可在与DPI及apocynin同时作用时起到过氧化氢促进心脏再生的作用(详见实验例1)。说明Duox产生的过氧化氢通过去阻遏机制抑制Dusp6而激活MAPK通路，促进斑马鱼心脏再生。

通过在全基因组范围内寻找斑马鱼心脏再生相关基因，本发明发现39个活性氧(ROS)系统相关基因在心脏损伤7天后(7dpa)表达量发生明显变化，而此时受损心脏正处于炎症反应消退和心肌再生起始阶段。接下来选取3-30天之间心脏进行原位杂交验证。在20个候选ROS基因中，duox在再生过程中的表达空间和时序性非常重要。duox高度集中在伤口内层，手术后1-3天时，duox表达较弱，7-14天时表达量升至最高，到30天再生基本完成时则回复至较低水平(详见实验例2)。双荧光原位杂交实验表明，duox与心外膜标志物tcf21表达部位基本相同，证明duox主要表达于心外膜。因此，duox的表达时序性和定位都与心脏再生相吻合。