2月18日，國際學術期刊Development 在線發表了中國科學院上海生命科學研究院營養科學研究所周斌組的研究論文：GATA4 regulates Fgf16 to promote heart repair after injury。該研究利用心臟特異性基因敲除和基因過表達技術，揭示了轉錄因子GATA4通過調節一個在心臟中特異表達的分泌型因子FGF16，來維持心臟的修復能力，并對損傷后引起的心肌肥厚起到一定的抑制作用。這項工作為心肌損傷修復和病理性心肌肥大的臨床治療提供了理論基礎。

　　哺乳動物的心臟一直以來被認為是終末分化的器官，不具有再生能力。心肌梗塞后，大量心肌細胞死亡，受損部位慢慢纖維化，使得心臟收縮能力降低，增殖能力有限的心肌細胞只能通過增大體積來代償心臟的過度負荷，病人往往由此發生心力衰竭而死亡。然而最新的研究發現新生小鼠的心臟具有短暫的再生潛能，在切除心尖八周后，可以完全修復，然而這種再生能力在出生一周后就消失了，之后，損傷就是永久的。因此闡明這個短暫再生過程中的分子調控的機制，重新激活心臟修復相關基因的表達，對心肌損傷后心衰的預防有非常重要的意義。 

　　轉錄因子GATA結合蛋白4（GATA binding protein 4，GATA4）精確調控著許多基因的表達，在心臟發育和心肌重塑過程中發揮著重要作用。GATA4的缺失會引起各種不同類型的先天性心臟發育畸形。GATA4表達水平降低或DNA結合活性降低，還會影響一系列心肌重塑因子的表達，導致心肌肥厚和心功能失常。成纖維細胞生長因子16（Fibroblast growth factor16，FGF16）是一種分泌型的細胞生長因子。小鼠胚胎發育過程中心肌細胞的增殖需要FGF16的參與，此外FGF16還可以通過競爭性抑制FGF2與受體的結合來抑制心臟重塑和纖維化。

　　周斌組研究人員利用誘導性基因敲除技術，定時定點敲除新生小鼠心肌細胞中的GATA4基因，發現其心臟喪失了再生能力：心尖切除八周后，心尖部位仍然可見纖維化的疤痕組織，凍傷后八周的心臟還伴隨有嚴重的心肌肥大現象。進一步研究發現一個旁分泌因子FGF16的表達水平在GATA4敲除后也隨之降低，并在分子水平上證明了Fgf16是GATA4的一個下游調控基因。研究人員還利用對心臟具有高效侵染能力的腺相關病毒載體AAV9，實現在GATA4敲除了的心肌細胞中過表達Fgf16基因，發現在心臟損傷后，FGF16可以維持心肌細胞的增殖能力，并對心肌肥大有一定的抑制作用。說明FGF16是心臟特有的且必不可少的保護因子，維持著心臟正常功能和再生潛能，為心臟再生醫學領域提供新的視角和研究思路。

　　該工作由博士研究生余薇在研究員周斌的指導下完成，并得到合作者香港中文大學教授Kathy O. Lui、北京阜外醫院教授胡盛壽及聶宇、美國哈佛大學醫學院教授Willian Pu和愛因斯坦醫學院教授周彬的幫助。該工作得到中科院、基金委、科技部等的經費支持。

新生期小鼠心臟心肌細胞（紅色）表達GATA4（綠色），細胞核為藍色。