心脏自我修复不再是梦！中国医学科学院阜外医院聂宇团队破解心脏再生密码：PTMA蛋白成为心肌修复关键。
发布时间：
2025-12-19
那颗曾经被认为"不可再生"的心脏，其实蕴藏着惊人的自我修复潜力。中国医学科学院阜外医院聂宇团队最新研究发现：一种名为PTMA的关键蛋白，能够激活心脏的再生程序，开启一场精彩的"细胞重生"——它通过MBD3-STAT3信号轴，增强STAT3乙酰化水平，重新唤醒成年心肌细胞的增殖能力，促进心脏自我修复。
这项研究不仅揭示了心脏再生的核心机制，更为千万心脏病患者带来了新的希望——或许在不久的将来，我们能够通过激活体内的再生密码，让受损的心脏实现自我修复。
摘要
1.机制揭示:PTMA通过MBD3/HDAC1/STAT3轴调控心肌细胞增殖的新通路。
2.功能验证:PTMA可激活成年心肌细胞增殖并促进心脏再生。
3.实验验证:从胚胎发育到成年修复，从动物模型到人源细胞完成系统验证。
4.转化价值:为缺血性心脏病提供新的基因治疗靶点。
标题：PTMA controls cardiomyocyte proliferation and cardiac repair by enhancing STAT3 acetylation
译名：PTMA通过增强STAT3乙酰化来控制心肌细胞增殖和心脏修复
期刊：Sci Adv
影响因子：IF= 12.5
发表时间： 2025年5月23日
通讯作者: Yu Nie , Ning Liu
研究思路
1.靶点发现:胚胎心脏单细胞测序筛选获得关键再生因子PTMA；
2.功能验证：
• 功能获得：PTMA过表达促进心肌细胞增殖并改善心脏功能;
• 功能缺失：PTMA敲除导致再生能力丧失和心功能恶化；
- 机制解析：阐明PTMA-MBD3-STAT3信号轴的调控机制；
- 临床转化：多能干细胞来源的心肌细胞中证实PTMA的促增殖作用具有跨物种保守性。
文章主要内容
图1.胚胎心脏的scRNA-seq显示Ptma是驱动心肌细胞增殖的关键因素
一．胚胎心脏的单细胞测序显示Ptma是驱动心肌细胞增殖的关键因素
通过对小鼠胚胎心脏多个发育阶段进行单细胞测序，研究团队在增殖活跃的心肌细胞群体VCM1中鉴定出PTMA为核心基因。进一步EdU与pH3增殖实验证实，过表达 PTMA 能有效促进心肌细胞的DNA合成与有丝分裂，从而确立了 PTMA 是驱动胚胎心肌细胞增殖的关键因子。
图2.PTMA促进产后及成人心肌细胞在体内的增殖
二．PTMA促进体内产后及成人心肌细胞增殖
在新生和成年小鼠中，PTMA过表达均显著提升心肌细胞增殖标志物：EdU阳性细胞从4.07%增至16.73%，pH3阳性细胞从2.09%升至5.73%。结果表明PTMA过表达有效促进心肌细胞增殖。
图3.PTMA是心肌细胞增殖和心脏再生所必需的。
三．PTMA对于心肌细胞增殖和心脏再生是必需的
在功能缺失实验中，研究者通过PTMA特异性敲除模型证实，PTMA是心肌细胞增殖和心脏再生不可或缺的因子。PTMA缺失导致心肌细胞增殖标志物（EdU/pH3/Aurora B）阳性率显著下降，并引发出现了更严重的纤维化和心功能下降。
图4.PTMA过度表达延长心肌梗塞损伤后的心脏再生窗口。
四．PTMA过度表达延长心脏再生窗口
通过AAV9介导的PTMA过表达能够有效延长小鼠出生后的心脏再生窗口期。在P8天诱导心肌梗死的小鼠模型中，PTMA显著促进了心肌细胞的增殖，并最终改善了心脏功能、减少了纤维化瘢痕，证明其能增强心脏在出生后关键时期的再生修复能力。
图5.AAV9递送的PTMA基因疗法增强成人心脏修复。
五．PTMA增强成人心脏再生和修复
PTMA基因治疗可促进成年心脏再生与修复。在心肌梗死模型中，PTMA过表达能显著提升存活率、增加心肌细胞增殖、减少纤维化面积，并改善心功能，证明其具有治疗缺血性心脏病的潜力。
图6.APTMA促进高PSC-CM增生。
六．PTMA促进高PSC-CM增殖
Ad-PTMA处理的hiPSC-CMs中EdU阳性率从1.5%提升至6%，pH3和Aurora B阳性细胞同步增加。转录组分析证实PTMA能上调细胞增殖相关基因，下调凋亡通路基因，表明PTMA过表达可有效促进人诱导多能干细胞来源心肌细胞的增殖。
图7.PTMA抑制MBD3/HDAC1 NuRD复合物的去乙酰化活性，促进心肌细胞增殖。
七．PTMA通过抑制MBD3/HDAC1 NuRD复合物的去乙酰化活性促进心肌细胞增殖
通过Co-IP和免疫荧光技术证实PTMA与MBD3在心肌细胞核内直接结合。功能实验表明，PTMA过表达通过破坏MBD3-HDAC1相互作用抑制NuRD复合物功能，促进STAT3乙酰化及其转录活性，最终增强心肌细胞增殖。该发现揭示了PTMA调控心脏再生的新表观遗传机制。
图8.STAT3的乙酰化促进心肌细胞增殖。
八．PTMA通过乙酰化STAT3促进心肌细胞增殖
PTMA通过与STAT3直接结合，竞争性抑制HDAC1对STAT3的去乙酰化作用，从而增强STAT3的乙酰化及后续磷酸化水平。功能实验表明，STAT3的激活是PTMA促进心肌细胞增殖的必要条件，揭示了PTMA-STAT3轴在调控心肌细胞周期再进入中的核心作用。
文章总结
本研究系统揭示了PTMA调控心脏再生的新机制。通过单细胞测序发现PTMA是胚胎心肌细胞增殖的关键因子，实验证实其过表达能促进成年心肌细胞增殖并改善心功能。机制上，PTMA通过结合MBD3抑制NuRD复合物活性，增强STAT3乙酰化-磷酸化双激活，从而驱动细胞周期进程。该研究为心脏再生治疗提供了新的靶点和理论依据。
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